5G

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En télécommunications, la 5G est la cinquième génération des standards pour la téléphonie mobile, elle prolonge l'exploitation technologique LTE. Elle succède à la quatrième génération, appelée 4G[1].

La technologie 5G est une nouvelle génération car elle donne accès à des débits dépassant de 2 ordres de grandeur la 4G avec des temps de latence très courts et une haute fiabilité [2]. Elle pourrait permettre, une fois déployée, de bénéficier de débits de télécommunication mobile de plusieurs gigabits de données par seconde, soit jusqu'à 1 000 fois plus performants que les réseaux mobiles employés en 2010[3] et jusqu'à 100 fois plus rapides que la 4G[4].

Elle est considérée par certains comme une « technologie clé »[5] car ses débits potentiels répondent à la demande croissante de données avec l'essor des smartphones et objets communicants, connectés en réseau. Ce type de réseau devrait favoriser le cloud computing, l'intégration, l'interopérabilité d'objets communicants et de smartgrids et autres réseaux dits intelligents, dans un environnement domotisé, contribuant à l'essor du concept de « ville intelligente ». Cela pourrait également développer la synthèse d'images 3D ou holographique, le datamining, la gestion du big data et du tout-internet « Internet of Everything», expression évoquant un monde où tous les ordinateurs et périphériques pourraient communiquer entre eux. D'autres applications concernent les jeux interactifs et multijoueurs complexes, la traduction automatique et assistée instantanée ou encore le contrôle commande à distance dans de multiples domaines : téléchirurgie, véhicule autonome, automatisation industrielle[2].

Les principales entreprises technologiques concernées ont signé les premières spécifications communes du standard, à la suite de nombreux essais des différents acteurs, à Lisbonne en décembre 2017[6].

Histoire et contexte[modifier | modifier le code]

La 1G a donné la voix, la 2G a permis les SMS, la 3G à permis le Web mobile puis la 4G a permis la communication entre les objets.

Recherche et développement technique[modifier | modifier le code]

Le terme 5G est déjà évoqué par les industriels de l'électronique dans les années 1980 ; cette technologie pourrait voir le jour vers 2020.

Le développement de la 5G en Chine est principalement l'œuvre de China Mobile, Huawei, et ZTE, en coopération avec Ericsson depuis 2015[7].

En , le chinois Huawei et l'opérateur japonais NTT DoCoMo, travaillant avec le fabriquant d'électronique NEC, font un test conjoint à grande échelle de réseau 5G via la technologie Massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) à Chengdu (province du Sichuan)[8].

En France, le , l'ARCEP autorise Orange à tester des technologies 5G[9] dans les bandes de 3,7 GHz, 10,5 GHz et 17 GHz dans la ville de Belfort (Territoire de Belfort, Franche-Comté).

En , l'Institut de recherche technologique b-com est retenue par l'Arcep pour effectuer un test de la 5G dans la ville de Rennes[10].

En Huawei et NTT DoCoMo effectuent un test dans le quartier Minato Mirai 21 à Yokohama (région de Kantō), sur les fréquences de 4.5 GHz, avec une macro-cellule et 23 équipements d'utilisateurs. Ils obtiennent un débit de 11,29 Gbit/s, avec une latence de 0,5 ms[8].

En , le LETI annonce le déploiement sur le complexe Minatec d'un réseau 5G afin de tester une nouvelle forme d'onde multiporteuse[11]. Le même mois, Orange, en partenariat avec le géant suédois Ericsson, devient le premier opérateur français à réaliser un test de la 5G. Les résultats permettent d'atteindre un potentiel 75 fois supérieur à celui de la 4G[12]. Cette performance est toutefois à prendre avec des réserves puisque les conditions optimales du laboratoire dans lequel s'est déroulé le test ne permettent pas de garantir un tel débit dans un environnement lambda.

En , l'opérateur sud-coréen KT fait des démonstrations de réalité virtuelle en 5G au Mobile World Congress (MWC) de Barcelone[13].

En France, le , l'ARCEP publie un communiqué de presse indiquant qu'elle souhaite préparer la procédure d'attribution de fréquences dans les bandes 3,5 GHz (3 400 à 3 800 MHz) pour l'accès fixe à Internet à très haut débit à partir de 2018. L'autorité de régulation des communications électroniques et des postes souhaite également s'engager dans les travaux préparatoires au lancement des réseaux mobiles 5G dans la bande des 3,460 à 3,800 GHz vers 2020[14].

En , Telecom Italia Mobile signe un accord avec le gouvernement du micro-État Saint-Marin en vue de faire passer son réseau 4G en 5G[15].

Définition des standards et phases de test[modifier | modifier le code]

En , les 28 ministres des télécommunications de l'Union européenne et de la Norvège signent une déclaration d'intention à Tallinn en Estonie, en vue d'« établir les bases communes des futurs standards 5G et confirmer la volonté des États signataires de positionner l'Europe comme un leader du marché de la 5G[16] ».

Des tests de Huawei de déploiement de 5G New Radio (NR) en en Chine permettent des débits de 6 Gbits/s[7].

Début , l'ARCEP a autorisé Free Mobile à tester des technologies 5G[17] dans les bandes de 3,6 GHz à 3,7 GHz dans la ville de Paris à la mi-.

En , les principaux acteurs se mettent d'accord sur des premières spécifications du protocole à Lisbonne, capitale du Portugal[6].

Le , la société Verizon Communications Inc. annonce qu'elle va déployer un service 5G dans cinq villes des États-Unis dès la seconde moitié de 2018[18].

En , la société AT&T annonce être en mesure de proposer de la 5G à partir de la fin 2018. Le déploiement initial concernera 12 agglomérations aux États-Unis[19].

En , Vodafone et Ericsson font une démonstration en Irlande des pré-standards de la 5G. Une autre démonstration montre le contrôle à partir des USA d'un drone en Angleterre, par le réseau 5G. D'autres démonstrations ont eu lieu depuis, notamment en France et en Suède. Aux jeux olympiques d'hiver de Pyeongchang, le sud-coréen KT fait une démonstration grandeur nature de la 5G. Des casques de réalité virtuelle permettent de suivre en temps réel ce que voient les bobsleigh. 100 caméras ont été déployées autour de la piste de patinage artistique, permettant également de tourner à volonté autour des patineurs. Enfin, un système permettant de détecter automatiquement et à distance, via une transmission haute définition, des sangliers approchant des résidences sur des caméras de surveillance, déclenche un haut parleur imitant le cri d'un tigre pour les éloigner[20].

En , Huawei et NTT DoCoMo annoncent la réussite des premiers essais de technologie 5G integrated access backhaul (IAB) dans la bande spectrale des ondes millimétrique. Le test a été conduit dans le quartier Minato Mirai 21 à Yokohama sur une fréquence de 39 GHz. Ils obtiennent un débit de 650 Mbit/s avec une faible latence de 1,6 ms[8].

En , les participants du Mobile World Congress dénoncent la lenteur du déploiement de la 5G[21],[22] en Europe suite à de nombreux désaccords sur les licences d’utilisations des bandes radioélectriques et à la complexité du processus décisionnel européen[23].

Toutefois, les démonstrations continuent de montrer l'avancement des travaux, comme en avec Telefónica et un véhicule connecté.

En septembre 2018, l'opérateur China Telecom fait un test réseau 5G à Shenzhen (province du Guangdong), ainsi que 5 autres villes de Chine, Xiong'an (Hebei), Shanghai, Suzhou (Jiangsu) et Chengdu (Sichuan). Le débit à Shenzhen est au minimum 10 fois plus important que la 4G, oscillant entre 1 et 3 Gbit/s. Le réseau devrait être étendu dans certaines petites régions en 2019 et la commercialisation devrait se faire en 2020[24],[25]. En Amérique latine, il est prévu que 8 % des usagers auront accès à la 5G d'ici 2025[26]. En Afrique, le royaume du Lesotho est choisi en septembre 2018 pour tester la première installation 5G en Afrique[27].

Attribution des licences et exploitation commerciale[modifier | modifier le code]

En février 2019, en Suisse, les licences pour les fréquences 5G sont attribuées à trois opérateurs Swisscom, Sunrise et Salt pour 379,3 millions de francs suisses[28]. Avec la Finlande, la Suisse est le second pays d'Europe à avoir attribué les fréquences disponibles pour la 5G[29].

Le 3 avril 2019, la Corée du Sud devient le premier pays à déployer une offre commerciale 5G au niveau d'un pays[30].

Le 4 avril 2019, l'opérateur Sunrise en Suisse devient le premier opérateur du pays à déployer une offre commerciale sur 150 localités[31]. Il couvrait 173 localités en début mai 2019[32].

Le 17 avril 2019, Swisscom met en service 338 antennes 5G et annonce vouloir couvrir l'ensemble du territoire Suisse d'ici à la fin de l'année[33].

Le 15 juillet 2019 en France l'Arcep annonce le lancement officiel de la procédure d'attribution des fréquences par le gouvernement[34]. Avec l'objectif de proposer les premières offres commerciales 5G à l'horizon 2020, le gouvernement met en avant les premières bandes de fréquences à des tarifs fixes. Ces bandes seront mises à disposition à des tarifs avantageux afin d'inciter les opérateurs à développer la 5G en priorité. Pour certaines bandes, ce sont toutefois les enchères qui permettront aux opérateurs de se départager, c'est le cas des bandes de fréquences 3,4 GHz à 3,8 GHz.

Initialement prévue pour début 2020 en France, l'attribution de ces licences 5G a été finalement reportée au printemps 2020[35].

Enjeux[modifier | modifier le code]

Enjeux techniques[modifier | modifier le code]

La 5G doit apporter des réponses techniques à la consommation énergétique des réseaux, mais aussi à l'usage croissant grâce à la multiplication des objets connectés.

Enjeux économiques[modifier | modifier le code]

De nombreux acteurs voient là un marché émergent, potentiellement riche en applications et débouchés nouveaux. La 5G pourrait permettre de nouveaux usages numériques dans des domaines variés tels que la santé (diagnostic automatique ou distant, chirurgie et médication commandées à distance)[36], du travail (télétravail), du déploiement d'objets communicants (dont voitures et autres véhicules sans conducteurs), de détecteurs et senseurs du e-commerce, des smartgrids, de l'intelligence artificielle, de la sécurité (téléprotection, gestion des flux de personnes, véhicules, denrées, biens et services en temps réel…), de l'éducation et de l'accès à l'information.

Enjeux éthiques[modifier | modifier le code]

Des questions éthiques nouvelles se posent, concernant de possibles effets pervers du très haut débit dans les domaines de la vitesse de l'information, de la sécurité informatique[37], des flux financiers, bancaires et gestion boursière, du stockage des informations qui tendront à croitre très vite, voire d'« épidémiologie virale » et de protection des données privées (le piratage pouvant devenir quasiment instantané).

Vie privée et contrôle social[modifier | modifier le code]

Huawei développe et commercialise, à partir de son expérience en Chine, son concept de "Safe city", une extension de "Smart city" ou ville intelligente. Elle repose sur une infrastructure de Télécommunications de nouvelle génération(5G), la capacité de contrôler à distance des milliers de types d'objet connecté (par exemple feux de circulation, panneaux d'affichage, signalisations diverses), un déploiement de caméras de surveillances connectées au réseau et, potentiellement(car déjà déployées en Chine), des applications d'intelligence artificielle sur images (reconnaissance plaques minéralogiques, reconnaissance faciale…). Toutes ses technologies combinées peuvent mener à un contrôle social très développé mettant en péril les libertés individuelles (notation sociale base d'un système de crédit social, "pilori" numérique sur écran d'affichage). La nocivité effective des "Safe city" est totalement dépendante des autorités en charge et met en alerte les associations de défense des droits de l'homme[38],[39].

Enjeux de sécurité nationale[modifier | modifier le code]

Avec l’arrivée de la 5G, cette technologie aussi prometteuse que sensible, disposer d’équipementiers télécoms constitue un enjeu stratégique de souveraineté et de sécurité nationale. La Chine en a deux :Huawei et ZTE. L’Europe aussi, via Nokia et Ericsson. Les Etats-Unis, en revanche, n’en ont plus, et lorgnent les champions du Vieux Continent [40].

l’équipementier Huawei fait l’objet d’une hostilité marquée de la part d’un nombre grandissant de pays occidentaux. Tous redoutent que le poids lourd des télécoms ne serve de cheval de Troie à la Chine et l’aide à espionner les puissances étrangères. Les Etats-Unis, l’Australie, la Nouvelle-Zélande et le Japon ont carrément banni l’entreprise du marché de la 5G.

Le 29 janvier 2020, la Commission européenne et la présidence du Conseil de l'Union européenne ont présenté une approche européenne concertée sur l’enjeu crucial qu’est la sécurité des réseaux de télécommunications 5G européens[41],[42].

Dès 2019 le gouvernement français fait part de ses inquiétudes à l'Arcep(Autorité de régulation des communications électroniques, des postes et de la distribution de la presse) sur les problèmes de sécurité du futur déploiement des infrastructures réseaux Télécom 5G qui ferait à la fois planer une menace sur la souveraineté nationale mais aussi sur des applications critiques[43].

Le gouvernement français va mettre en oeuvre un texte legislatif[44] ayant pour objectif de mettre en place un régime d’autorisation préalable aux équipements radioélectriques. Concrètement, l’Anssi(Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information) pourrait examiner les nouveaux équipements des réseaux mobiles avant leur installation et les interdire si elle juge qu’ils mettent en péril « les intérêts de la défense et de la sécurité nationale.

On peut néanmoins s'étonner que cette préoccupation de sécurité du gouvernement français ne se fasse jour que des années après la fusion franco américaine d'Alcatel et Lucent et la disparition du groupe Alcatel-Lucent suite à son rachat par Nokia dont l'état finlandais se préoccupe [45].

Enjeux de gouvernance de la bande passante[modifier | modifier le code]

Des défis techniques et de soutenabilité se posent concernant la gestion et la gouvernance de la bande passante (Cisco annonce d'ici 2018 une multiplication par 11 en 4 ans du trafic des données mobiles dans le monde, par rapport à 2014[46]).

Enjeux météorologiques[modifier | modifier le code]

En avril 2019, un article de la revue Nature[47] émet l'hypothèse que certaines fréquences utilisées en 5G pourraient entrer en conflit dans la bande millimétrique des 26 GHz avec l'observation de la vapeur d'eau et réduire la précision des relevés météorologiques[48]. Néanmoins, l'Agence nationale des fréquences (ANFR) nuance ces propos[49], du moins en ce qui concerne l'Europe.

En 2019, pour répondre à leurs nouveaux besoins, des entreprises de télécommunications américaines ont acheté une nouvelle partie du spectre électromagnétique pour élargir leur bande passante en utilisant la 5G. Ceci inquiète les météorologues qui craignent que cet afflux de signaux puissants parasite ou submerge de nombreux signaux plus faibles émis par la vapeur d'eau, situés dans une bande toute proche du spectre, signaux qui sont nécessaires à une bonne prévision météorologique (et à l'étude du climat). En août 2019 aux États-Unis, Gabriel Popkin (vulgarisateur scientifique) s'est associé à l'animatrice Sarah Crespi pour sensibiliser aux effets négatifs possibles d'une utilisation de cette partie du spectre électromagnétique par les signaux de la 5G ; ils suggèrent qu'une réglementation encadre ce développement. Cette alerte a été relayée par la Revue Science[50]. Le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF) regrette[51] également les décisions prises lors de la Conférence mondiale des radiocommunications de 2019 (CMR-19)[52] de l'ITU.

Enjeux sanitaires[modifier | modifier le code]

Comme pour les technologies précédentes (2G, 3G, 4G), et malgré les résultats négatifs de décennies d'études scientifiques, le déploiement de la 5G suscite des craintes sanitaires, voire des théories du complot[53] et de la désinformation[54].

En septembre 2017, 171 scientifiques, issus de 37 pays (99 en Union européenne et 72 dans les autres pays) ont réclamé un moratoire sur le déploiement de la 5G, en attendant que les risques potentiels sur la santé humaine et l'environnement aient été pleinement étudiés par des scientifiques indépendants du secteur[55].

En 2018, en France, une parlementaire demande au gouvernement de « faire réaliser des études indépendantes et approfondies concernant les effets de la 5G ». Le gouvernement s'engage à travailler avec l'Agence nationale des fréquences et l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail « afin qu’elles puissent examiner d’une part, l’exposition aux ondes électromagnétiques et d’autre part, l’impact sanitaire éventuel de ces nouveaux développements technologiques, dès la phase des expérimentations »[56].

Début 2019, de nombreuses inquiétudes sur l'impact de cette technologie sur la santé accompagnent le déploiement de la 5G en Suisse[57]. Le déploiement de 10 000 nouvelles antennes fait craindre une augmentation considérable de l’exposition au rayonnement de radiofréquences[58]. Une pétition demandant un moratoire recueille plus de 56 000 signatures. Le canton de Vaud suspend le déploiement des antennes 5G[59].

Une étude scientifique[60] publiée en 2018 dans la revue Scientific Reports observe, via des analyses numériques sur des modèles scannés d'insectes, que les rayonnements dans une des gammes de fréquences utilisées par la 5G pourraient provoquer une augmentation de leur température corporelle chez les espèces étudiées, en comparaison avec l'exposition provoquée par les technologies pré-5G. L'étude a par la suite été relayée par la presse grand public[61] qui en tire des conclusions parfois moins précautionneuses.

Le professeur Marie-Claire Cammaerts de l'université de Bruxelles et le professeur André Vander Vorst de l’Université de Louvain-la-Neuve s'inquiètent du déploiement de beaucoup plus d’antennes qui provoquerait une exposition accrue aux champs électromagnétiques[62]. Le Centre de recherche international contre le cancer (CIRC) qui fait partie de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a classifié les radiofréquences de 30 kHz – 300 GHz en « Peuvent-être carcinogènes pour l'Homme » Groupe 2B… Les préconisations de l'EUROPAEM-EMF 2016 précisent que «les preuves s'accumulent qui montrent que l'exposition permanente à certains champs électromagnétiques est un facteur de risque pour des affections telles que le cancer, la maladie d'Alzheimer, l’infertilité humaine[63] ».

En Suisse, alors que Swisscom a lancé en avril 2019, le premier réseau 5G de Suisse, les cantons comme ceux de Vaud et Genève, optent pour le principe de précaution[64].

En Belgique un groupe de médecins et de personnels de santé lancent l'appel Hippocrates Electrosmog Appeal Belgium demandant aux mandataires publics fédéraux, régionaux et locaux de prendre les mesures pour faire, notamment, « des études d’impact sanitaire avant de déployer de nouvelles technologies de la télécommunication sans fil, en ce compris la 5G »[65].

Un « Appel international demandant l'arrêt du déploiement de la 5G sur Terre et dans l'espace », récapitulant tous les points incriminés, a été adressé à l'Organisation des Nations Unies, à l'OMS, à l'Union européenne, au Conseil de l'Europe et aux gouvernements de tous les pays, et[66] assorti d'une pétition. Un appel très contesté par de nombreux spécialistes[67],[68],[69] qui dénoncent les sources utilisées. Selon eux, celles-ci seraient très orientées et excluraient volontairement les informations allant contre les éventuels dangers de la 5G.

En 2018, l'OMS déclare qu'un « grand nombre d'études ont été menées depuis deux décennies afin de savoir si la téléphonie mobile crée un risque pour la santé. À ce jour, aucun effet nuisible sur la santé causé par l'usage d'un téléphone mobile n'a été démontré[70]

En Suisse, pour répondre aux inquiétudes d'une partie de la population, l'ASUT (association suisse des télécommunications), en collaboration avec Swisscom, Sunrise, et Salt, publie un rapport dans lequel il recense les différentes rumeurs entendues sur le déploiement de la 5G, et apporte une réponse rationnelle argumentée et sourcée[71].

Un texte proposé par la députée d’Europe Écologie Les Verts Laurence Abeille a été accepté par l’Assemblée nationale le jeudi 23 janvier. Le texte visait l'encadrement de l'exposition aux ondes électromagnétiques par une concertation à plusieurs niveaux lors de l’installation d’équipements radioélectriques, une meilleure information sur les sources d’émission, l'interdiction de la publicité pour les téléphones portables et autres terminaux pour les moins de 14 ans, et une demande au gouvernement d'un rapport sur l’électro-hypersensibilité.[réf. nécessaire]

Enjeux environnementaux et énergétiques[modifier | modifier le code]

Dans un contexte où les besoins de débit et le prix de l'énergie augmentent, où l'impact sur l'environnement devient plus important, il est indispensable de trouver des solutions à ces problématiques. Du côté des opérateurs, l'utilisation de la technologie massive MIMO, une nouvelle organisation d'accès au réseau mobile ainsi qu'une concentration des équipements, vont permettre une meilleure efficacité énergétique. Mais pas seulement d'un point de vue opérateur, du côté des utilisateurs aussi des technologies sont déployables telles que le sleeping mode permettant d'économiser de la batterie et les communications directes entre terminaux. Suivre l'évolution des technologies de la 1G à la 4G permettra de comprendre l'évolution et les priorités de chaque évolution technologique.

Un défi énergétique consiste à atteindre une meilleure efficience énergétique, voire une sobriété ou indépendance énergétique d'appareils qui auraient fait l'objet d'une écoconception permettant des économies et un recyclage intégral (économie circulaire). Ceci implique des moyens plus intelligents, propres, sûrs et sobres pour alimenter les appareils mobiles mais aussi tout le réseau Internet[46].

Néanmoins Hugues Ferreboeuf et Jean-Marc Jancovici, dirigeants de The Shift Project, s'alarment du déploiement de la 5G sans évaluation préalable de son impact, alors qu’un équipement 5G consomme trois fois plus d'énergie qu’un équipement 4G et que par ailleurs, avec la 5G il faudra trois fois plus de sites qu’avec la 4G pour assurer la même couverture ; ils posent la question : « La 5G est-elle vraiment utile ? »[72].

Enjeux pour l'IoT[modifier | modifier le code]

La 5G apporte de nouvelles fonctionnalités, notamment la virtualisation et de nouvelles architectures qui ouvrent de nouvelles perspectives au développement des objets connectés. Cela va de l’objet lui-même aux applications hébergées dans le cloud, en passant par les diverses couches réseaux. Parmi les applications concrètes, on note l'enrichissement de la maison connectée, le véhicule autonome, les vidéos immersives et l’arrivée de la médecine 2.0.

Enjeux de couverture réseau et d'infrastructure[modifier | modifier le code]

Les propriétés de propagation de la 5G dans la bande des 3,5 GHz sont telles que, pour arriver à des niveaux de couverture et de services équivalents à la 4G, une densification massive des réseaux doit être envisagée. Selon une simulation de réseaux radio ATOLL réalisée par le cabinet de conseil indépendant Tactis[73] , en zone rurale, un triplement des pylônes en 5G à 3,5 GHz pourrait être nécessaire pour espérer obtenir une couverture équivalente à celle de la 4G. Cette densification n'est pas nécessaire pour la bande des 700 MHz.

Techniques[modifier | modifier le code]

Le , Samsung a annoncé avoir testé pour la première fois avec succès des techniques de sa future offre de réseaux 5G qu'il prévoit pour 2020, avec des débits de données d'un Gbit/s (1 gigabit par seconde) et pouvant aller dans le futur jusqu'à 10 Gbit/s[74],[75],[76].

En 2015, le Centre de l’université du Surrey, en Grande-Bretagne, a annoncé avoir réussi à atteindre un débit d'un Tbit/s[77][source insuffisante] (1 térabit par seconde) sur des fréquences supérieures à 6 GHz. La même année, le centre mathématiques et algorithmiques de Huawei à Paris propose 5 technologies permettant des débits compatibles avec les pré-requis de la 5G : Le F-OFDM (Filtered OFDM) pour la forme d'onde, le SCMA (Sparse Code Multiple Access) pour la technique d'accès, les codes polaires (pour le codage des différents types de paquets), le MU-MIMO massif (pour le système d'antennes avec des techniques de précodages non-linéaires) et enfin le full duplex radio (qui combine les modes TDD et FDD). L'ensemble de ces technologies ont permis de démontrer lors d'essais en extérieur à Chengdu avec NTT DoCoMo en Chine en des efficacités spectrales en liaison descendante de 50 bit/s/Hz et une capacité multipliée par 3 en liaison montante sur des fréquences inférieures à 6 GHz.

La 5G permettra théoriquement de télécharger un film de 33 Go en 4K (UHD) en moins de 10 secondes[réf. souhaitée].

Catégories de terminaux mobiles[modifier | modifier le code]

Nouvelles catégories de terminaux LTE 5G (3GPP rel.15)[78]
Catégorie 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Débit crête (Mbit/s) Descendant 1174 1566 1948 1348 2349 2695 2936 3132 3422
Montant 211 13563 316 301 422 527 633 738 844
Caractéristiques fonctionnelles minimales
Largeur de la bande de fréquence de chaque porteuse 1,4 à 20 MHz
Nombre de porteuses radio agrégées dans le sens descendant 2, 4, 8 2, 4 2, 4, 8
Nombre de porteuses radio agrégées dans le sens montant 2, 3 ou +
Modulations sur chaque sous-porteuse Descendante 64QAM, 256QAM 64QAM, 256QAM, 1024QAM 64QAM, 256QAM 64QAM, 256QAM, 1024QAM
Montante 64QAM, 256QAM 64QAM 64QAM, 256QAM
Types d'antenne sur la liaison descendante
MIMO 2x2 Oui
MIMO 4x4 Oui
MIMO 8x8 Oui Non Oui

MU-MIMO[modifier | modifier le code]

Lors du test de Huawei, le système multi-utilisateur MIMO (MU-MIMO (en)) a pris en charge jusqu'à 24 utilisateurs et 24 couches de transmission parallèles sur une même ressource temporelle de fréquence. Les tests ont démontré que le système MU-MIMO peut atteindre un débit moyen de 3,6 Gbit/s par cellule sur une bande passante de 100 MHz, soit près de 10 fois les performances obtenues avec un système de base LTE. L'essai a confirmé l'intégration optimale de ces nouvelles technologies radio, ainsi que le potentiel des technologies flexibles d'interface radio 5G. Ces tests ont également été l'occasion de procéder à une évaluation des risques techniques, qui vient étayer le travail actuel de normalisation du 3GPP.

Ondes millimétriques en 5G[modifier | modifier le code]

Le nom d'ondes millimétriques désigne toutes les composantes présentes dans le spectre de fréquence entre 30 et 300 GHz. Les ondes millimétriques font partie des ondes radio. L'utilisation d'ondes millimétriques est jusqu'à présent restreinte aux applications d'intérieur et aux faisceaux hertziens. L'une des raisons de cette restriction repose sur le fait que les ondes millimétriques subissent plus d'affaiblissement de propagation. Vu que la formule de Friis (le calcul peut être établi ici[79]) indique que les pertes de propagation en espace libre sont proportionnels à la fréquence, l'utilisation des ondes millimétriques à l'extérieur pose un défi important. Le terme millimétrique met en relief l'aspect longueur d'onde.

Spectre électromagnétique et bandes de fréquences associées.

Importance dans le cadre de la cinquième génération[modifier | modifier le code]

  1. Larges bandes possibles en hautes fréquences : ce point est important dans le cadre de la 5G, vu la croissance de la demande en hauts débits. L’ultra wideband, une technique appliquée dans certaines communications sans fil, permet des taux de transfert de données élevés[réf. souhaitée] tels que demandés par la 5G.
  2. Spectre électromagnétique disponible. Vu l'épuisement des ressources spectrales, les bandes de fréquences allouées sont le sujet de débats importants. La question se pose également pour la 5G où les bandes utilisées ne sont pas encore définies ; les bandes millimétriques peuvent être considérées comme une solution possible.
  3. Cette technologie peut être utilisée pour une transmission de données avec un débit élevé en utilisant une modulation de faible ordre, ce qui permet de mapper moins de bits / symboles. Les schémas de modulation à faible ordre consomment moins de puissance, réduisent la complexité et économisent les coûts associés. Ces avantages sont vitaux dans le cadre de la 5G[réf. souhaitée].

Domaines d'application[modifier | modifier le code]

L'utilisation de cette bande a été proposée pour de nombreuses applications, y compris le transfert de données à haute vitesse, l'imagerie radar, le contrôle de sécurité, l'identification de substances ainsi que beaucoup d'autres.

Full-duplex[modifier | modifier le code]

Le mode full-duplex a fait l'objet de tests lors de la première phase des essais 5G. D'après les premiers tests, ce mode permet la transmission et la réception simultanées des données au niveau de la station de base, avec trois niveaux de technologie en cascade, à savoir l'annulation analogique passive, l'annulation analogique active et l'annulation numérique. Les tests ont prouvé que le Full-Duplex permet d'optimiser l'annulation des auto-interférences de plus de 113 dB en situation réelle, ce qui assure une augmentation de 90 % du débit du système par rapport aux modes half-duplex traditionnellement utilisés.

Tableau récapitulatif des techniques 5G[modifier | modifier le code]

Les futures générations de réseaux mobile 5G[réf. nécessaire]
Génération Acronyme Description Version des normes 3GPP Intitulé Débit indicatif (download) en bit/s

(théorique/pratique/usuel)

5G IMT-2020 / LTE - B LTE 5G, fréquence 600 MHz à 28 GHz ETSI TS 136 306 V15.6.0 (3GPP rel.15)[78] octobre 2019 Long Term Evolution (LTE) 5G 20 Gbit/s[80][source insuffisante] à l'arrêt / - / -

Recherche, tendances et prospective[modifier | modifier le code]

Tous les grands opérateurs du secteur des télécommunications s'intéressent au sujet ainsi que de grandes institutions et de nombreux États : par exemple l'Union européenne a financé ou cofinancé de grands programmes comme 5G now, IJoin, Tropic et METIS (Mobile and wireless communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society).

De grandes entreprises et des réseaux de chercheurs essayent d'imaginer et préfigurer une « 5G verte »[81],[82]. Il s'agit du respect de l'écologie : parvenir à une moindre empreinte carbone et préserver des ressources naturelles souvent peu renouvelables. Jusqu'ici les progrès techniques ont toujours été compensés ou dépassés par l'« Effet rebond » qui induit l'augmentation des usages et des usagers, et par l'obsolescence programmée de certains dispositifs.

En , le suédois Ericsson a fait la démonstration d'une pré-version de la technologie 5G. L'entreprise de télécommunication avait alors atteint un débit de 5 Gbit/s[83],[84].

En , le Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information lance le projet de démonstrateur de technologie 5G, à l'occasion des Jeux olympiques d'hiver de 2018 devant se dérouler à Pyeongchang en Corée du Sud. En collaborant avec des entreprises comme Thales Alenia Space ou Telespazio, le laboratoire compte s’appuyer sur les technologies d'onde radioélectrique de la bande de fréquence 28 GHz qui existent déjà dans le domaine spatial pour arriver à ses fins[85].

En , Saint-Marin signe un protocole d'accord avec Telecom Italia pour le déploiement expérimental de la 5G sur son territoire, ce qui fera d'elle la première nation à mener des tests poussés à grande échelle de cette technique[86].

Financements[modifier | modifier le code]

En , la Commission européenne annonce 50 millions d'euros de subventions pour des projets liés à la 5G[87]. La Commission supervise et cofinance le consortium Metis (partenariat public-privé[88] contractuel de recherche « cPPP »), et a annoncé (en ) ne pas vouloir prendre de retard sur la 5G ; il sera doté d'un budget de 700 millions d'euros pour la période 2014-2020[89].

En , la compagnie chinoise Huawei annonce avoir investi dans ces techniques dès 2009 et réussi à faire le premier test mondial d'un réseau cellulaire. L'entreprise investira 600 millions de dollars dans la recherche et développement de la 5G et prévoit à l'horizon 2018 que les utilisateurs auront accès à l'Internet mobile avec un débit de 1 Gbit/s avec la 4.5G et jusqu'à 50 Gbit/s avec la 5G, comme annoncé lors des Mobile World Congress de 2011 et 2012[90]. Dans ce cadre, Huawei a mis en place un centre en mathématiques et algorithmiques de 100 personnes à Paris autour de la 5G et l'intelligence artificielle pour les réseaux, dirigé par le professeur Mérouane Debbah[91],[92],[93]. Les investissements nationaux devraient dans le domaine atteindre 2,8 trillions de yuan (soit $411 milliards de dollars US) entre 2020 et 2030, dans ce qui est déjà le plus important réseau mobile au monde[7].

Début 2014, la Corée du Sud a annoncé investir 1,1 milliard d'euros pour la mise en place de la 5G en 2020[94],[95],[96]

En août 2018, Samsung investit dans des technologies d'avenir. Le conglomérat annonce le 8 août qu'il va injecter 19 milliards de dollars dans des programmes liés à l'intelligence artificielle et la 5G.

Déploiement de la 5G dans le monde[modifier | modifier le code]

En Suisse[modifier | modifier le code]

Sunrise et Swisscom ont commencé le déploiement de la 5G en mars 2019, Salt plus tard dans l'année.

Swisscom, en novembre 2019, couvrait, selon son site internet 150 localités en Suisse[97]. Lors de la présentation du résultat financier du troisième semestre[98], il ambitionnait toujours de couvrir 90 % de la population. Ces objectifs ont été revus à la baisse[99] du fait de divers ralentissements par certains cantons qui ont mis en place des moratoires, bien que cela ne relève pas de leur compétence[100].

Sunrise se présente comme leader en termes de déploiement de la 5G. En octobre 2019, il couvrait 309 localités en 5G. Il propose plusieurs services grâce à ce réseau, comme Internet/TV/Téléphone à la maison via 5G[101].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Gupta P ()[Quoi ?], Evolvement of mobile generations : 1G To 5G[PDF], International Journal For Technological Research In Engineering vol. 1, no 3, ISSN:(Online):2347-4718.
  2. a et b « Avec un débit ultra-haut et des temps de latence faible, la 5G et la vie future », sur reneelab.fr, .
  3. « La 5G devrait vous faire rêver », Le Monde,‎ (lire en ligne).
  4. « Alcatel et le Coréen KT partenaires dans la 5G mobile », sur lesechos.fr, (consulté le 21 mai 2015).
  5. Rapport de prospective Technologies clés 2020[PDF], publié en .
  6. a et b (en) Corinne Reichert, « 5G standards approved as tech industry signals accelerated deployment », sur ZDNet, .
  7. a b et c (en) « China Poised to Lead the World in 5G », sur sdxcentral.com.
  8. a b et c (en) Corinne Reicher, « Huawei and NTT DoCoMo trial 5G tech », sur ZDNet, 23 mai 2018lddll.
  9. « Technologies 5G : l’ARCEP autorise Orange à mener une première expérimentation en France », sur arcep.fr, .
  10. « Rennes va tester la 5G », sur zdnet.fr, .
  11. (en) « Leti To Demonstrate New Multicarrier Waveform For 5g Networks On Minatec Campus », sur embedded-computing.com, (consulté le 14 mai 2017).
  12. « 5G : Orange et Ericsson atteignent un débit de 15 Gbit/s lors d'une démonstration », MonPetitForfait,‎ (lire en ligne, consulté le 18 juin 2018).
  13. Frédéric Djardias, « En Corée du Sud, les JO servent de terrain de jeu pour tester la 5G », sur francetvinfo.fr, .
  14. « Attribution de fréquences - L'Arcep publie la synthèse des contributions à la consultation publique - De nouvelles fréquences pour le très haut débit dans les territoires, pour les entreprises ; la 5G et l'innovation lancées le 6 janvier 2017 », sur arcep.fr, .
  15. (en) « San Marino set to become first country upgraded to 5G nationwide », sur Financial Times.
  16. (en) « iCOMPET: EU flagship initiative, the 5G declaration signed by EU ministers in Tallinn », Estonian Presidency of the Council of the European Union, (consulté le 1er novembre 2017).
  17. Free Mobile a été autorisé à expérimenter son réseau 5G frandroid.com, le .
  18. (en) « Verizon to launch 5G residential broadband services in up to 5 markets in 2018 », Verizon Communications Inc., (consulté le 30 novembre 2017).
  19. AT&T promet de la 5G mobile dès fin 2018, generation-nt.com.
  20. Frédéric Djardias, « Internet 5G à Pyeongchang: réalité virtuelle en direct et lutte anti-sangliers », .
  21. « La 5G en panne en Europe », euractiv.com,‎ (lire en ligne, consulté le 7 mars 2018).
  22. « Télécoms : l'Europe à la traîne dans la 5G - Les Échos », sur www.lesechos.fr (consulté le 16 mars 2018).
  23. « Les lourdeurs du trilogue européen pointées du doigt », nextinpact.com,‎ (lire en ligne, consulté le 15 mars 2018).
  24. « Les premières antennes 5G testées en Chine », .
  25. « Les premiers terminaux 5G devraient arriver l'année prochaine », sur Le Quotidien du peuple, .
  26. (es) Mike Cortez, « América Latina Se Prepara Para La Llegada Del 5G », Latam Outsource,‎ (lire en ligne).
  27. « Afrique : le petit royaume du Lesotho choisi pour tester la 5G », Europe 1,‎ (lire en ligne).
  28. « Comment Swisscom, Sunrise et Salt se partageront la 5G suisse », sur www.ictjournal.ch (consulté le 19 février 2019).
  29. « Téléphonie : la 5G, vedette du Salon de Barcelone », Le Monde,‎ (lire en ligne, consulté le 23 février 2019).
  30. « La Corée du Sud devient le premier pays au monde à commercialiser la 5G », sur rfi.fr, .
  31. « « 5G for People » est lancé : les premiers clients Sunrise utilisent la 5G », sur sunrise.ch, Opérateur, (consulté le 4 avril 2019).
  32. « Couverture Sunrise 5G en Suisse », sur www.sunrise.ch (consulté le 13 mai 2019).
  33. « Découvrez sur notre carte si une antenne 5G se situe près de chez vous », sur rts.ch, (consulté le 18 avril 2019).
  34. « Coup d'envoi de l’attribution des fréquences 5G en France », sur MonPetitForfait, (consulté le 19 juillet 2019).
  35. BFM BUSINESS, « L'attribution des licences 5G reportée finalement au printemps 2020 », sur BFM BUSINESS (consulté le 22 novembre 2019).
  36. « Tout savoir sur la 5G : éligibilité, débits, dangers... [Guide complet] », sur Forfait 5G (consulté le 22 août 2019).
  37. (en)Vajjiravelu S & Punitha A (2013) Survey on wireless technologies and security procedures. In Information Communication and Embedded Systems (ICICES), , International Conference on (p. 352-355). IEEE (résumé).
  38. Julien Nocetti, « Point de vue: Europe le nécessaire débat sur la reconnaissance faciale », Ouest France,‎ (lire en ligne)
  39. « Safe city a Marseille premier recours contre la vidéosurveillance automatisée de l'espace public ? », sur ldh-france.org,
  40. Pierre Manière  , « 5G : pourquoi Washington s'intéresse à Nokia et Ericsson », sur latribune.fr,
  41. « La France accueille favorablement la publication de la « boîte à outils 5G », Agence nationale de la sécurité des systèmes d'information », sur ssi.gouv.f,
  42. Pia de Bondy, « Un nouveau paradigme pour la 5G européenne », sur portail-ie.fr,
  43. « La 5G pose-t-elle un problème de sécurité nationale ? », sur 01net.com,
  44. « N° 1722 - Proposition de loi de M. Gilles Le Gendre visant à préserver les intérêts de la défense et de la sécurité nationale de la France dans le cadre de l'exploitation des réseaux radioélectriques mobile », sur assemblee-nationale.fr,
  45. « Nokia,l'Etat finlandais prend une participation de 3,3% au capital », sur Capital.fr,
  46. a et b (en) Basulto D (2014) Five reasons to get excited about 5G networks, News prospecrtive, .
  47. Nature, « Global 5G wireless deal threatens weather forecasts », sur Nature, (consulté le 17 janvier 2020).
  48. Olivier Lascar, « Quand la 5G menace les prévisions météo », sur Sciences et Avenir, (consulté le 17 janvier 2020).
  49. « Non, la 5G n'affectera pas les prévisions météo », sur ZDNet France (consulté le 17 janvier 2020).
  50. Sarah Crespi, Gabriel Popki (2019) Next-generation cellphone signals could interfere with weather forecasts, and monitoring smoke from wildfires to model nuclear winter ; publié le 08 août 2019 sur le site de la revue Science
  51. (en) Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme(ECMWF), « ECMWF statement on the outcomes of the ITU WRC-2019 conference », sur le site du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, (consulté le 29 novembre 2019).
  52. ITU, « Conférence mondiale des radiocommunications de 2019 (CMR-19), Charm el-Cheikh, Égypte, 28 octobre-22 novembre 2019 », sur le site de l'Union internationale des télécommunications, (consulté le 29 novembre 2019).
  53. (en) 5G health risks are the internet's new favourite conspiracy theory, Wired, 12 juin 2019.
  54. Your 5G Phone Won’t Hurt You. But Russia Wants You to Think Otherwise., New York Times, 12 mai 2019
  55. Sébastien Meurs, « 5G L'ultra haut débit mobile sera-il-dangereux pour la santé ? », Capital, 6 août 2018.
  56. Julien Lausson, « La 5G, des effets sur la santé ? Le gouvernement rassure - Politique », sur Numerama, (consulté le 28 avril 2019).
  57. « 5G et santé: lectrices et lecteurs du [[Le Temps (quotidien suisse)|Temps]] s’interrogent », sur Letemps.ch, Le Temps, (consulté le 28 avril 2019).
  58. « 5G, la décision du Conseil fédéral qui divise », sur www.illustre.ch, (consulté le 28 avril 2019).
  59. Anouch Seydtaghia, « La fronde anti-5G, une particularité suisse », Le Temps,‎ (ISSN 1423-3967, lire en ligne, consulté le 28 avril 2019).
  60. Voir sur nature.com.
  61. « La 5G fait chauffer les antennes des insectes », sur www.msn.com (consulté le 13 mai 2019).
  62. Voir sur fr.express.live.
  63. Scientifiques et médecins alertent sur les effets de la 5G.
  64. RTS Info, avril 2019.
  65. Voir sur hippocrates-electrosmog-appeal.be.
  66. https://www.5gspaceappeal.org/the-appeal/
  67. http://sante.lefigaro.fr/article/sante-faut-il-avoir-peur-de-la-5g/
  68. https://www.pourquoidocteur.fr/Articles/Question-d-actu/30335-Deploiement-5G-d-inquietude-avoir-assurent-experts
  69. https://www.pourquoidocteur.fr/Articles/Question-d-actu/30343-Deploiement-5G-casse-tete-de-l-electro-hypersensibilite
  70. « Electromagnetic fields and public health: mobile phones », WHO (consulté le 19 janvier 2018).
  71. Association Suisse des Télécommunications, « Vérifications des faits concernant la technologie 5G », sur sunrise.ch, (consulté le 20 septembre 2019).
  72. Hugues Ferreboeuf et Jean-Marc Jancovici : « La 5G est-elle vraiment utile ? », Le Monde, 9 janvier 2020.
  73. « Doit-on s’attendre à une couverture 5G inférieure à celle de la 4G ? », sur Tactis.fr,
  74. (en) Samsung to offer 5G service by 2020 - Yonhapnews Agency, .
  75. (en) Samsung wants to offer 5G in 2020, speeds of 1 Gbit/s reached in tests - pocket-lint.com, .
  76. Téléphonie mobile : Samsung teste avec succès un réseau 5G à 1 Gbit/s - Marc Zaffagni, Futura-Sciences.com, .
  77. [1].
  78. a et b (en) [PDF] [2] etsi.org, novembre 2019
  79. (en) « Friis Transmission Equation Calculator », sur random-science-tools.com, (consulté le 30 mars 2017).
  80. [3] - Siège de Huawei à Shenzhen, .
  81. (en)Wang LC & Rangapillai S (2012) A survey on green 5G cellular networks. In Signal Processing and Communications (SPCOM), 2012 International Conference on (p. 1-5). IEEE ; (ISBN 978-1-4673-2013-9) (résumé).
  82. (en)News Toward Green 5G Mobile Networks (5GrEEn) - new project launched, (résumé), EIT ICT Labs IVZW.
  83. (en)La 5G dans les starting-blocks zdnet.fr, le .
  84. (en) Ericsson hits crazy-fast 5Gbps wireless speed in 5G trial/ cnet.com, 01/07/2014.
  85. « Le CEA-Leti mise sur les technologies spatiales pour tester la 5G aux JO… de 2018 », sur usine-digitale.fr, (consulté le 21 août 2017).
  86. Saint-Marin sur le point de devenir la première nation 5G lesechos.fr, mis en ligne le , consulté le .
  87. « Télécoms : Bruxelles déjà en piste pour la « 5G » »(ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?), Les Échos, (consulté le 6 mars 2013).
  88. liste des partenaires de METIS, consultée .
  89. 5G : Bruxelles accentue ses efforts - Numerama, .
  90. Huawei toutes voiles dehors vers la 5G - Johann Breton, lesnumeriques.com, .
  91. (en) J. Hoydis, S. ten Brink et M. Debbah, « Massive MIMO in the UL/DL of Cellular Networks: How Many Antennas Do We Need? », IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 31, no 2, Bell Labs., Alcatel-Lucent, (consulté le 2 mars 2016), p. 160–171.
  92. (en) E. Bjornson, E. G. Larsson et M. Debbah, « Massive MIMO for Maximal Spectral Efficiency: How Many Users and Pilots Should Be Allocated? », IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 15, no 2, IEEE, (consulté le 2 mars 2016), p. 1293-1308.
  93. (en) E. Bjornson, L. Sanguinetti, J. Hoydis et M. Debbah, « Optimal Design of Energy-Efficient Multi-User MIMO Systems: Is Massive MIMO the Answer? », IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 14, no 6, IEEE, (consulté le 2 mars 2016), p. 3059-3075.
  94. « La Corée du Sud investit plus d'un milliard d'euros dans la 5G », sur lemonde.fr, (consulté le 21 mai 2015).
  95. « 5G : Orange et Bouygues Telecom ont obtenu le feu vert de l’Arcep ! », sur actu.meilleurmobile.com, .
  96. « 5G : la France représente bien l’Europe aux côtés du Royaume-Uni et de l’Allemagne », sur actu.meilleurmobile.com, .
  97. Swisscom, « Swisscom 5G », sur swisscom.ch/5G, (consulté le 18 novembre 2019).
  98. Swisscom, « EBITDA stable – Les abonnements haut débit, TV et mobile progressent au troisième trimestre », sur swisscom.ch, (consulté le 16 novembre 2019).
  99. Bilan, « Swisscom: retards en vue avec le déploiement de la 5G, admet le patron », sur bilan.ch, (consulté le 18 septembre 2019).
  100. « Les moratoires sur les antennes 5G sont illégaux », sur 24heures.ch, (consulté le 16 novembre 2019).
  101. Sunrise, « Expansion de la 5G: plus de 309 villes/localités couvertes par la 5G », sur sunrise.ch, (consulté le 16 novembre 2019).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]