Un coup de projecteur sur la prochaine étape de l'évolution du sans fil.

Que sont les réseaux 5G ?

En termes simples, les réseaux 5G constituent la prochaine étape de l'évolution du sans fil. La nouvelle radio 5G (NR) permet :

Haut débit mobile amélioré (eMBB)
La première étape de l'adoption de la 5G apportera le transfert de données à haut débit aux appareils portables. Les smartphones pourront diffuser ou télécharger de la HD en quelques secondes, naviguer sur le web à la vitesse de l'éclair et télécharger instantanément du contenu sur leur réseau social préféré.

Communications ultra-fiables à faible latence (URLLC)
Échange de données robuste avec peu ou pas de retard pour les applications critiques telles que les réseaux de sécurité publique. Autres cas d'utilisation prévus de l'URLLC[EN] comprennent les usines intelligentes, la conduite autonome, la chirurgie ou le diagnostic médical à distance, et les réseaux d'énergie intelligents.

Radios à bande millimétrique (mmWave)
La 5G tire parti d'un spectre (entre 24 GHz et 100 GHz) qui bénéficie de longueurs d'onde extrêmement courtes. Cela signifie que la capacité des ondes millimétriques à transmettre des données rapidement et avec précision sera un avantage considérable dans les zones densément peuplées.

Internet massif des objets (IoT) - mMTC
Alors que la communication de type machine (MTC) existe depuis quelques années, la technologie 5G vise à fournir une communication de type machine massive, ce qui signifie que des millions d'appareils seront en mesure de communiquer entre eux. Afin d'assurer la connectivité sans que les coûts de mise en œuvre, de maintenance et d'énergie n'explosent, la 5G connectera de manière transparente des réseaux de capteurs intégrés dans des appareils intelligents avec une faible latence, ainsi que la capacité de réduire les débits de données, la puissance et la mobilité afin de fournir des solutions à faible coût.

Entrées et sorties multiples massives (MIMO)

MIMO massif[EN] permet une architecture de réseau dense qui permettra à de nombreux utilisateurs de se connecter dans la même zone sans subir de ralentissements. Imaginez une rue très fréquentée : si la 4G est une autoroute à deux voies, la MIMO massive avec la 5G est une autoroute à quatre voies avec covoiturage - une augmentation significative de la capacité et du débit de données.

Certains disent que ce n'est pas possible. D'autres disent qu'ils peuvent le faire.

Nous sommes en train de le faire.

Quelle est la différence entre les réseaux 4G et 5G ?

La 5G promet des vitesses de données mobiles qui dépassent largement le réseau domestique à large bande le plus rapide actuellement disponible pour les consommateurs.

Transfert de données plus rapide
Avec des vitesses pouvant atteindre 100 gigabits par seconde, la 5G devrait être jusqu'à 10 fois plus rapide que la 4G. Non seulement cela changera la façon dont les consommateurs utilisent leurs smartphones, mais cela introduira également une toute nouvelle série d'appareils qui tireront parti du nouveau spectre.

Moins de latence
La communication entre les tours de téléphonie cellulaire et les appareils connectés est sur le point de devenir beaucoup plus fluide. Les délais seront réduits à 1/10e de ceux des réseaux 4G traditionnels, ce qui ouvrira la voie à des dispositifs autonomes tels que les voitures auto-conduites.

Couverture et densité de connexion accrues
Les petites cellules 5G sont plus compactes, plus faciles à installer et nécessitent moins d'énergie que les macrocellules 4G. Elles pourront connecter jusqu'à 100 fois plus d'appareils par kilomètre carré que la 4G. 

Que permettront les réseaux 5G ?

Des téléchargements plus rapides - de l'ordre du gigabit par seconde et au-delà

Dans une enquête récente[EN]48 % des personnes interrogées ont déclaré que le principal avantage de la 5G serait de ne plus jamais avoir à utiliser les services Wi-Fi publics, et le même nombre a mentionné la navigation ultra-rapide.

Plus d'appareils et de types d'appareils pour les particuliers et les entreprises
Il ne s'agit pas seulement de smartphones plus rapides ou de téléchargements plus rapides. La 5G va bouleverser plusieurs secteurs d'activité et créer de nouvelles lignes de technologies innovantes. Les véhicules à conduite autonome sont en cours de développement depuis des années - aujourd'hui, avec l'adoption généralisée de la 5G, les voitures intelligentes appartenant aux consommateurs sont à l'horizon.

Diminution du temps de latence du réseau de bout en bout
La 5G éliminera pratiquement le temps de latence nécessaire à un appareil pour communiquer avec un réseau. Jouez à vos jeux en ligne préférés avec précision et évitez les inconvénients liés aux problèmes de connexion. Dans l'industrie médicale, où les enjeux sont importants, les outils critiques tels que les équipements de chirurgie automatisée qui nécessitent un temps de latence extrêmement faible sont en train de passer du stade du concept à celui de l'application.

Pour la conduite automatisée, la prise de décision en une fraction de seconde peut faire la différence entre un voyage sûr et un accident dévastateur. La faible latence de la 5G sera essentielle pour que les véhicules puissent rester réactifs et protéger les passagers.

Flexibilité grâce au découpage du réseau et aux parties de la bande passante (BWP)

Que vous envisagiez d'utiliser la 5G pour connecter des gadgets grâce à l'internet des objets ou que vous souhaitiez simplement l'utiliser pour la diffusion vidéo à haut débit, le découpage en tranches du réseau (network slicing) est la solution idéale.[EN] vous permet de désigner des flux spécifiques en fonction de l'objectif de votre infrastructure sans fil. Contrairement à la conception pour la 4G, vous pouvez attribuer jusqu'à quatre canaux avec différents cas d'utilisation pour les réseaux 5G.

IoT massif avec une forte densité d'appareils intelligents.
Non seulement la 5G permettra ces fonctionnalités fantastiques, mais elle éliminera également certaines des plaintes courantes liées à l'utilisation des réseaux hérités (4G et antérieurs). La 5G résoudra les problèmes qui affectent les technologies existantes depuis des années, tels que les appels vidéo pixellisés, les longs temps de mémoire tampon pour les films diffusés en continu et les retards entre le téléchargement et le partage de contenu.

Le paysage de la 5G

La 5G se distinguera en apportant diverses améliorations :

Source : VisualCapitalist[EN]

Quand la 5G sera-t-elle disponible ?

iBwave Design, en tandem avec ses modules de propagation et d'optimisation, permet une fonctionnalité de conception 5G NR pour les lieux intérieurs de tous types. Alors que les opérateurs et les intégrateurs de systèmes déploient actuellement des essais de réseaux 5G en intérieur et en extérieur, la conception pour la nouvelle technologie commence dès aujourd'hui. 

Pour bénéficier des réseaux 5G, les utilisateurs auront besoin d'appareils intelligents compatibles 5G. Bien que les fabricants continuent de tester et de commercialiser des smartphones compatibles 5G, il faudra peut-être attendre un certain temps avant qu'ils ne deviennent la norme. 

Quels sont les défis de la 5G ?

La conception des réseaux 5G présente de nombreux défis. Comme pour toute nouvelle technologie sans fil, il faudra du temps avant que le marché ne comprenne pleinement les obstacles et les opportunités que la 5G apportera. Nous avons identifié quatre défis clés qui 

Révision des infrastructures
Les ondes millimétriques sont beaucoup plus complexes à concevoir que le spectre des basses fréquences et peuvent nécessiter des niveaux de formation avancés pour les ingénieurs en radiofréquence. Ce ne sont pas des ondes ordinaires !

Les défis de la conception pour les ondes millimétriques comprennent une faible portée du signal et une réflexion accrue sur les matériaux de construction. Il y a aussi des considérations de coût, car les ondes millimétriques à l'intérieur des bâtiments nécessitent une refonte de l'infrastructure, avec de nouvelles antennes, un câblage en fibre et des petites cellules qui doivent être installées dans toute la localité pour se connecter correctement.

L'investissement en temps du Beamforming
Une caractéristique clé de la 5G NR - le Beamforming - permet un transfert de données ultra-précis mais nécessite un traitement et une entrée de haut niveau pendant la phase de planification et de conception. Il s'agit d'un outil puissant qui exige des investissements importants en termes de temps de conception.

La complexité d'une latence faible, fiable et cohérente
La 5G devant permettre la mise en œuvre de technologies intelligentes telles que les voitures autonomes et les équipements médicaux automatisés, la latence peut s'avérer catastrophique. Des réseaux 5G précis et bien conçus sont essentiels pour minimiser la latence dans ces industries.

Le coût de l'évolution
Les améliorations apportées par la 5G ne vont pas sans investissements. La plupart des équipements 5G ne sont pas compatibles avec les infrastructures existantes, de sorte que la mise à niveau d'un réseau implique celle de ses antennes. Ce n'est pas une mince affaire : le déploiement de la 5G aux États-Unis pourrait coûter environ 300 milliards de dollars.

Comment planifier correctement les réseaux 5G ?

Les opérateurs, les ingénieurs et les intégrateurs de systèmes publient actuellement des recherches sur la stratégie optimale de planification des réseaux 5G, mais une chose est sûre :

La conception d'un réseau 5G nécessite un logiciel puissant. Avec ses modules d'optimisation et de propagation, iBwave Design a intégré la fonctionnalité 5G NR, y compris la personnalisation haut de gamme des faisceaux individuels grâce à la formation de faisceaux, au partitionnement de la bande passante et aux outils de visualisation du réseau en 3D. Les outils de génération de rapports et les cartes thermiques fournissent des données visuelles aux parties prenantes afin que les maîtres d'ouvrage se sentent impliqués à chaque étape du processus de conception.

La conception de réseaux 5G nécessite une formation approfondie. Le programme de certification iBwave (iCP) propose une formation primée pour vous apprendre à concevoir les réseaux les plus précis et les plus efficaces possibles. Cette formation est accessible en ligne ou en salle de classe.

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