5G technologie et l'évolution d'une industrie | Corning

L'industrie du haut débit est au début d'une transformation monumentale, grâce à l'introduction de la 5G. Cette dernière génération mobile sera le catalyseur d'une évolution technologique historique qui changera radicalement notre mode de vie. Elle arrive à un moment opportun et sera le carburant sous-jacent pour propulser des technologies telles que l'intelligence artificielle (IA), l'internet des objets (IoT) et l'informatique périphérique, qui contribueront toutes à transformer les individus, les communautés et les industries.

Il est encore tôt, mais les premières indications sont fortes. Des dizaines de milliards de dollars sont actuellement investis dans les bandes passantes et les infrastructures rien qu'aux États-Unis, et les opérateurs nationaux prévoient une couverture 5G étendue. Les mois et années à venir révéleront une pléthore d'applications et de cas d'utilisation de la 5G, dont beaucoup n'ont pas encore été imaginés. Pour le secteur des télécommunications, la compréhension de ce changement historique et de ses implications ne pourrait être plus importante.

Il est essentiel de mettre l'évolution de la 5G en perspective. Nous ne sommes qu'au début de ce qui constitue essentiellement la base de la façon dont nous utiliserons les réseaux à l'avenir. Nous assistons actuellement à une amélioration significative de l'expérience mobile. Mais ce n'est que le début. Ce qui suivra, c'est la véritable mise en œuvre de l'IoT - des milliards de connexions au réseau qui auront un impact sur chaque aspect de notre vie quotidienne. La transformation des secteurs des soins de santé, de la fabrication, de l'automobile et des transports - pratiquement tous les aspects de notre vie, de notre travail et de nos loisirs.

La première étape de cette évolution, l'amélioration de l'expérience mobile, est déjà bien engagée, et les résultats sont encourageants. Si la 4G a apporté au smartphone l'expérience haut débit équivalente à celle de DSL ou DOCSIS, la 5G apportera une expérience proche de la fibre. Un débit de l'ordre du Gigabit est prévu.

En fait, Verizon a récemment déclaré avoir atteint un débit de 4,2 Gbps sur son réseau 5G en direct, en utilisant des ondes millimétriques.¹ Des vitesses comme celle-ci sont pour l'instant des démonstrations et ne représenteront pas ce que l'utilisateur moyen de la 5G connaîtra à grande échelle, mais elles soulignent les capacités croissantes de la technologie 5G. Cisco prévoit que les vitesses moyennes de la 5G atteindront 575 Mbps d'ici 2023, soit 13 fois plus que la connexion mobile moyenne actuelle.²

Différents opérateurs ont obtenu des licences pour diverses longueurs d'onde spectrales et il est important de noter que le spectre sur lequel ils opèrent est en corrélation directe avec la portée du signal. Lors de tests récents effectués par la société de recherche OpenSignal, Verizon a atteint des vitesses 5G moyennes de 723 Mbps.³ En raison de son utilisation exclusive d'un spectre d'ondes millimétriques plus robuste, principalement dans les bandes de 24 MHz et 28 MHz, ils bénéficient de vitesses élevées mais nécessitent davantage de petites cellules (small cells). En comparaison, Sprint, qui utilise un spectre à bande moyenne de 2,5 GHz, a atteint une vitesse 5G moyenne de 183 Mbps, avec des équipements radio plus espacés.

Quel que soit le choix initial du spectre, les opérateurs mobiles américains introduisent une amélioration assez spectaculaire des performances des réseaux mobiles. Cela permettra une nouvelle et meilleure expérience avec les smartphones, mettant à la portée de tous à peu près n'importe quelle application, quelles que soient les exigences en matière de bande passante. La réalité augmentée, où les abonnés peuvent utiliser leurs connexions 5G pour permettre des applications uniques comme des expériences immersives lors d'événements en direct, est un exemple des capacités accrues des smartphones rendues possibles par l'amélioration des performances des réseaux mobiles. Verizon et Snap se sont récemment associés pour créer des expériences compatibles avec la 5G, comme transporter les fans dans les coulisses d'un concert en direct ou offrir aux spectateurs des expériences uniques dans le stade depuis leur siège pendant un match en direct.⁴

Si la phase initiale de la 5G, qui met l'accent sur l'expérience mobile, est encourageante, la phase suivante donnera véritablement vie à la promesse de l'IoT. Une caractéristique inhérente à la 5G est sa capacité massive qui peut faciliter la connectivité à de grandes quantités d'appareils et de capteurs. Cisco prévoit que, rien qu'en Amérique du Nord, il y aura 5 milliards d'appareils en réseau d'ici 2023. Les capteurs ou les modules machine-à-machine représenteront 63 % de ces appareils.

En tirant parti de la 5G, les opérateurs de réseau pourront tirer parti des possibilités croissantes de l'IoT, en particulier dans certains secteurs verticaux de l'industrie. Selon Ericsson, les possibilités de commerce interentreprises (B2B) offertes par la 5G représentent une opportunité de croissance spectaculaire et constitueront un marché de 700 milliards de dollars d'ici 2030 pour les opérateurs de réseaux⁵.

Les applications rendues possibles par la 5G comprendront les usines automatisées, les bâtiments intelligents, les drones et les véhicules connectés autonomes, la surveillance et la sécurité publiques, ainsi que l'agriculture de précision. Les applications IoT qui semblent particulièrement prometteuses selon Ericsson comprennent l'automatisation en temps réel, qui devrait générer 107 milliards de dollars d'ici 2030, et les véhicules connectés, estimés à 89 milliards de dollars d'ici 2030.

Les véhicules connectés présentent un intérêt particulier pour les applications 5G. Une faible latence est essentielle pour les applications de véhicules connectés. Un récent test cellulaire de véhicule à véhicule (C-V2X) réalisé par Sprint à Chicago a donné lieu à un temps de transmission 40 % plus rapide pour les alertes utilisant la 5G par rapport à la 4G LTE. La variance était 72 % plus faible sur la 5G que sur le réseau LTE. Ces résultats sont encourageants pour les applications de sécurité publique, selon HAAS Alert, partenaire de Sprint. L'entreprise estime que la 5G pourrait contribuer à réduire les accidents pour les véhicules de sécurité publique utilisant la technologie C-V2X.

Comme l'indiquent les données d'Ericsson, l'automatisation et la robotique sont également très prometteuses. AT&T s'est associé à Badger Technologies pour démontrer cette promesse⁶. Grâce à la 5G, à l'IA et à l'informatique périphérique, AT&T fournit une connectivité 5G aux robots dans un environnement de magasin de détail. Les robots à l'intérieur des magasins peuvent être utilisés à diverses fins, notamment pour identifier les ruptures de stock, les stocks mal évalués ou mal placés, ainsi que les dangers du magasin. Le service 5G d'AT&T fournit à ces robots en magasin une latence plus faible et un débit plus élevé pour traiter et partager de grandes quantités de données. Sinon, leurs besoins en données pourraient taxer et entraver les réseaux Wi-Fi existants en magasin, ce qui se traduirait par une mauvaise expérience client Wi-Fi en magasin.

Si la connectivité 5G et les revenus des services qu'elle génère seront attrayants, l'opportunité ne s'arrêtera pas là. Les services professionnels et les réseaux gérés seront également lucratifs pour les opérateurs de réseaux. En effet, l'avenir est radieux pour les opérateurs de réseaux qui étendent leurs plans d'affaires 5G au-delà de l'amélioration des expériences mobiles vers le marché de l'IoT B2B.

Alors que les opérateurs de réseaux, qu'ils soient filaires ou sans fil, réfléchissent à la meilleure façon de maximiser cette opportunité d'évolution de la 5G, un attribut commun est clair. Il est primordial de tirer parti des avantages des réseaux de fibres optiques.

Les réseaux fibre optique ont évolué, et de manière significative, à l'avantage des opérateurs de réseau. Les anciennes architectures de réseaux de fibre optique ont été construites pour gérer des fonctions de réseau uniques. Un réseau pour l'accès haut débit résidentiel. Un autre réseau pour desservir les entreprises. Peut-être un autre réseau dédié à la liaison de retour des sites cellulaires. Tous ces réseaux nécessitaient des fonctions de gestion de réseau distinctes et peut-être même une main-d'œuvre distincte. Il s'agissait d'un réseau de réseaux inefficace.

Les temps ont changé. Les opérateurs de réseaux ont désormais le luxe de tirer parti d'un seul réseau convergent pour assurer toutes ces fonctions. Et juste à temps pour la 5G. S'il y a jamais eu une validation de la notion selon laquelle le sans fil a besoin de fils, c'est bien avec la 5G. Les performances privilégiées de la 5G en termes de bande passante élevée et de faible latence ne peuvent être obtenues que par un backbone en fibre optique. Les opérateurs de réseaux bénéficient désormais d'une flexibilité et d'un avantage concurrentiel considérables en déployant des réseaux de fibre optique directement vers les antennes.

Heureusement, ce réseau unique convergent de fibres optiques peut desservir n'importe quel segment du marché et répondre à toutes les demandes des clients. L'avantage d'un réseau convergent unique est désormais à portée de main. L'utilisation des technologies de réseaux optiques passifs (PON) et de multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM) de nouvelle génération signifie que toute application, de la fibre optique résidentielle (FTTH) au fronthaul des petites cellules (small cells) 5G et au-delà, est réalisable.

Dans un monde 5G, cet avantage ne peut être sous-estimé. Alors que les opérateurs de réseau déploient la fibre pour les services résidentiels et professionnels, ils peuvent facilement ajouter la connectivité fibre des petites et macrocellules 5G quand et où elle est nécessaire. La base des réseaux filaires et sans fil peut être construite à partir d'un seul réseau. Les modèles de coûts développés par Corning montrent que la construction d'un seul réseau permettant toute application filaire et sans fil n'augmente que d'environ 6 % les coûts matériels pour la construction de ce réseau.

La planification du réseau est cependant essentielle. Un réseau de fibres convergent capable de prendre en charge simultanément des applications filaires et mobiles nécessite une bonne planification du réseau. Les réseaux 5G nécessiteront une densification importante des antennes. Les opérateurs de réseaux doivent s'assurer qu'ils disposent non seulement d'un nombre suffisant de câbles de fibre optique pour prendre en charge plusieurs applications et plusieurs opérateurs, mais aussi de points d'accès faciles au réseau pour la connectivité.

Corning étudie non seulement les limites théoriques des technologies sans fil, mais aussi l'application pratique des déploiements de transport et d'accès pour soutenir la densification sans fil. Une innovation que nous sommes heureux d'avoir introduite en 2020, est la solution Evolv^® activée par la technologie Pushlok^® - une  gamme de solutions à facteur de forme plus petit. En réduisant la taille des terminaux à ¼ des solutions existantes, les opérateurs peuvent placer des terminaux sur le mobilier urbain ou dans des espaces restreints où les solutions traditionnelles n'auraient peut-être pas été réalisables.

La densification du réseau pour la 5G pourrait signifier 16x les nœuds de réseau de la 4G ou plus. Les opérateurs de réseau doivent planifier en conséquence. L'identification de partenaires disposant des bonnes solutions et de la bonne expérience est essentielle. Dans un monde 5G, maximiser votre opportunité nécessite une planification réfléchie du réseau et des partenariats stratégiques.