Engagée à connecter le monde

5G – Les technologies mobiles de cinquième génération

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​5G BCKGROUNDER​Concours photo organisé à l'occasion de l'édition 2018 du Forum du SMSI, casque à lentilles holographiques, Coding Garage, Mexique
​​​

Aperçu

  • ​Les exigences des consommateurs déterminent l'évolution des services large bande mobiles.  Il faudra des solutions innovantes pour faire face à l'augmentation attendue du trafic, qui, selon les estimations, devrait être 10 à 100 fois plus important entre 2020 et 2030, et à la multiplication du nombre de dispositifs et de services, ainsi qu'à la demande d'amélioration de l'accessibilité financière et de l'expérience utilisateur. Le nombre de dispositifs connectés à l'Internet devrait atteindre 50 milliards à compter de 2025.
  • Les technologies mobiles de cinquième génération (5G) devraient connecter les personnes, les objets, les données, les applications, les systèmes de transport et les villes dans des environnements de communication en réseau intelligents. Elles devraient permettre de transporter plus rapidement un volume considérable de données, de connecter de manière fiable un très grand nombre de dispositifs et de traiter de très gros volumes de données en un temps record.
  • Les technologies 5G devraient prendre en charge des applications telles que les domiciles et bâtiments intelligents, les villes intelligentes, la vidéo 3D, le travail et les jeux dans le nuage, les services médicaux à distance, la réalité virtuelle et la réalité augmentée, ainsi que les communications massives de machine à machine pour les systèmes d'automatisation industrielle. Les réseaux 3G et 4G ont actuellement des difficultés à prendre en charge ces services.
  • Bien que l'argument commercial en faveur de l'utilisation des technologies 5G, ainsi que leur champ d'application, soulèvent certains problèmes, ces fonctionnalités et ces services novateurs supposent de trouver de nouvelles manières de déployer les services mobiles évolués, ainsi que de nouvelles approches permettant aux technologies 5G de fonctionner ensemble dans des environnements industriels, dans le cadre des communications de machine à machine, de l'Internet des objets (IoT) ou des véhicules connectés.
  • Les IMT-2020 - expression utilisée à l'UIT pour les normes relatives à la 5G - devraient continuer d'être déployées à partir de 2020, des essais et des activités précommerciales sur la 5G étant déjà menés à bien pour aider les pays à évaluer les technologies et les bandes de fréquences susceptibles de pouvoir être utilisées à ces fins. Il est prévu de lancer les premiers déploiements commerciaux de grande envergure pour la 5G après que les spécifications pour les IMT-2020 auront été achevées.
  • L'UIT joue un rôle directeur dans la gestion du spectre des fréquences radioélectriques et l'élaboration de normes applicables à l'échelle mondiale pour les IMT-2020. Elle vise à assurer la mise en place de réglementations stables au niveau international, à garantir la disponibilité des fréquences en nombre suffisant, à fournir des normes adaptées aux IMT-2020 et à garantir la création d'un réseau central permettant le déploiement effectif de la 5G aux niveaux régional et international. Dans le cadre des travaux préparatoires à la Conférence mondiale des radiocommunications de 2019 (CMR-19) de l'UIT, les parties prenantes mondiales œuvrent à trouver un consensus au sujet des bandes de fréquences supplémentaires pour les IMT-2020. 

La 5G permettra d'accélérer la réalisation des 17 Objectifs de développement durable (ODD), qu'il s'agisse de l'objectif concernant une énergie propre à un coût abordable ou de celui relatif à l'éradication de la faim.



Défis et solutions: construire les réseaux 5G de demain


Lorsqu'ils seront déployés, les réseaux 5G devraient offrir un débit et des capacités accrus permettant de prendre en charge des communications massives de machine à machine et de fournir un service à faible latence (délai) très fiable à l'appui d'applications à temps critique. Sur la base des essais réalisés à ce jour, les réseaux 5G commencent à faire leurs preuves en offrant une qualité de fonctionnement élevée dans différents scénarios, par exemple dans des zones urbaines très peuplées ou pour des points d'accès à l'intérieur de bâtiments.

 Compte tenu de ces objectifs ambitieux, les réseaux 5G sont associés à des défis de taille. Pour que la 5G puisse tenir ses promesses en ce qui concerne la prise en charge d'un trafic accru et d'un débit plus élevé, il faudra disposer de technologies beaucoup plus efficaces sur le plan spectral, ainsi que de fréquences en bien plus grand nombre que ce que les systèmes 3G et 4G utilisent actuellement.

Ces fréquences seront, pour la plupart, situées dans des bandes au-dessus de 24 GHz, ce qui pose des problèmes considérables. Le premier de ces problèmes tient aux caractéristiques de propagation propres aux ondes millimétriques.  Ces ondes radioélectriques se propagent sur des distances bien plus courtes que celles situées dans les bandes comprises entre 1 et 6 GHz et celles situées au-dessous de 1 GHz.

Pour couvrir une zone donnée, il faudra donc beaucoup plus de stations de base, ce qui rendra l'infrastructure plus complexe, notamment compte tenu de la nécessité d'installer des équipements radioélectriques sur les infrastructures publiques, telles que les feux de signalisation, les lampadaires, les poteaux électriques et les dispositifs d'alimentation électrique.

Les liaisons de connexion de la 5G entre les stations de base et le réseau central (raccordement), qui reposent à la fois sur les technologies en fibres optiques et les technologies hertziennes, constituent également un défi. Il est nécessaire de réaliser des travaux d'envergure afin de mettre en œuvre les services par fibres optiques et de garantir la disponibilité de solutions hertziennes de raccordement dotés de capacités suffisantes, telles que les liaisons hyperfréquences et les liaisons par satellite, voire les stations placées sur des plates-formes à haute altitude (HAPS), là où elles sont déployées.

De plus, le spectre des fréquences radioélectriques est une ressource rare et très précieuse, et il existe une forte concurrence - qui, de plus, tend à s'intensifier - à cet égard aux niveaux national, régional et international. Étant donné que le spectre radioélectrique est divisé en bandes de fréquences qui sont attribuées à différents services de radiocommunication, chaque bande ne doit être utilisée que par des services capables de coexister les uns avec les autres sans causer de brouillages préjudiciables aux services utilisant les bandes adjacentes.

Les études menées par l'UIT-R portent sur le partage et la compatibilité des services mobiles avec d'autres services de radiocommunication existants, notamment pour les communications par satellite, les prévisions météorologiques, la surveillance des ressources terrestres et des changements climatiques et la radioastronomie.

Des réglementations nationales et internationales doivent être adoptées et appliquées à travers le monde, afin d'éviter les brouillages entre ces services et les réseaux 5G et de mettre en place un écosystème mobile viable pour l'avenir, tout en réduisant les prix grâce à des économies d'échelle sur le marché mondial et en favorisant l'interopérabilité et l'itinérance. Les portions de spectre supplémentaires qui seront utilisées par la 5G doivent donc être identifiées et, si possible, harmonisées au niveau mondial ou régional. Pour les mêmes raisons, les technologies radioélectriques utilisées dans les dispositifs 5G doivent s'appuyer sur des normes harmonisées au niveau mondial.​



 

Contribution de l'UIT


 

L'UIT joue un rôle directeur dans la gestion du spectre des fréquences radioélectriques et l'élaboration de normes applicables à l'échelle mondiale pour les IMT-2020. Ses activités favorisent l'élaboration et la mise en œuvre de réglementations et de normes internationales visant à faire en sorte que les réseaux 5G soient sécurisés et interopérables, et qu'ils fonctionnent sans causer ni subir de brouillages préjudiciables vis-à-vis des services utilisant les bandes adjacentes.

Forte de son expérience dans l'élaboration de normes pour les télécommunications mobiles internationales (IMT) dans le cadre de la 2G, de la 3G et de la 4G, l'UIT réunit d'éminents ingénieurs et spécialistes dans le domaine des technologies de raccordement fixes et mobiles, afin de mener des travaux sur la 5G et sur les futures générations de services large bande mobiles.

Dans le cadre du programme de l'UIT pour les IMT-2020, les membres de l'Union élaborent des normes internationales visant à garantir le bon fonctionnement des réseaux 5G.

Lors de la Conférence mondiale des radiocommunications de 2019 (CMR-19) de l'UIT, les parties prenantes mondiales œuvrent à trouver un consensus au sujet des bandes de fréquences supplémentaires pour les IMT. La CMR-19, qui aura lieu en Égypte du 28 octobre au 22 novembre 2019, aura pour but d'étudier les nouvelles attributions au service mobile et d'identifier des fréquences dans les gammes ci-après pour les IMT: 24,25 – 27,5 GHz, 31,8 – 33,4 GHz, 37 – 40,5 GHz, 40,5 – 42,5 GHz, 42,5 – 43,5 GHz, 45,5 – 47 GHz, 47 – 47,2 GHz, 47,2 – 50,2 GHz, 50,4 GHz – 52,6 GHz, 66 – 76 GHz, et 81 – 86 GHz.

Les résultats des études menées par l'UIT au sujet de la compatibilité entre les IMT et d'autres applications fonctionnant dans ces bandes, ainsi que des exemples de solutions réglementaires, ont été rassemblés dans le Rapport de la Réunion de préparation à la Conférence en vue de la CMR-19.

Plusieurs pays ont commencé les tests concernant la 5G, et les résultats sont en cours d'évaluation. Des stratégies pour le déploiement de la 5G ont été mises en place dans de nombreuses régions du monde. Quelques régulateurs ont déjà mis aux enchères des licences pour l'exploitation de réseaux 5G dans les bandes de fréquences attribuées au service mobile terrestre dans le Règlement des radiocommunications (RR). Il est prévu de lancer les premiers déploiements commerciaux de grande envergure pour la 5G après que les spécifications pour les IMT-2020 auront été achevées.​