5G : date de déploiement, usages, fonctionnement

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"5G : date de déploiement, usages, fonctionnement"

5G : date de déploiement, usages, fonctionnement Les services 5G sont disponibles pour les consommateurs depuis décembre 2020 dans l'Hexagone. Les opérateurs travaillent d'arrache-pied pour déployer leur réseau dans un nombre croissant de villes.

Qu'est-ce que la 5G ?

La 5G, dont le nom officiel est IMT-2020, est la cinquième génération de standards pour la téléphonie mobile. Elle a été développée pour "éviter la saturation des réseaux annoncée en 2022 et permettre de suivre des objets à grande vitesse, ce dont n'est pas capable la 4G", rappelle Nicolas Sironneau, consultant pour la Fondation Concorde. "On se focalise sur la technologie radio mais la 5G ce n'est pas que ça, souligne Lionel Morand, architecte réseau chez Orange et président de chaire à l'organisme de standardisation 3GPP. Ce sera aussi la possibilité de créer des interfaces de services spécialisées pour l'industrie. Omettre ce détail c'est enlever 50% de l'intérêt de la 5G." 

Comment fonctionne la 5G ?

Cette technologie de communication mobile cinquième génération prendra prochainement la suite de la 4G+ (ou LTE advanced) pour permettre aux appareils mobiles – que ce soient des smartphones, des tablettes ou encore des objets connectés – d'envoyer et de recevoir des data en grande quantité.

La 5G a besoin de fréquences dans trois bandes de fréquences pour proposer une large couverture, à savoir : 

  • Les bandes de fréquences inférieures à 1 GHz. Ce sont celles utilisées pour offrir une large couverture des zones urbaines et pour fournir les services IoT en LTE-M et NB-IoT.
  • La bande de fréquence comprises entre 3,4 et 3,8 GHz, nécessaires pour la capacité de la 5G et les premiers usages industriels.
  • Les ondes millimétriques, indispensables pour atteindre les grandes vitesses promises.

Un guichet pour les plateformes ouvertes d'expérimentation 5G en bande 26 GHz, dite bande "millimétrique", a été lancé en janvier 2019. Onze porteurs de projet disposeront des bandes de fréquence de 26 GHz d'ici le 1er janvier 2021 au prix de 200 euros par an et par bloc de 200 MHz, et ce pendant trois ans. Parmi les projets retenus figurent celui de la métropole de Bordeaux, qui ambitionne de mettre en place un éclairage intelligent le long des quais, celui du port du Havre qui vise à accroître ses performances et à réaliser de la maintenance prédictive, ou encore la ville de Saint-Priest, pour permettre l'émergence de l'IoT haut-débit dans une zone industrielle. "Nous avons encore peu de visibilité sur les cas d'usage que permettra réellement la 5G, c'est pourquoi nous voulons associer les start-up de la French Tech à notre plateforme d'expérimentation", avait déclaré Christophe Trouillet, responsable de l'aménagement numérique du territoire à la métropole de Bordeaux.

La 5G devrait par ailleurs être capable de traiter des données de natures différentes à des rythmes différents. Les opérateurs travaillent sur des technologies permettant de découper leur réseau en plusieurs tranches, pour y faire circuler des informations plus ou moins prioritaires (network slicing). Les informations émises par un véhicule autonome en mouvement seront traitées en absolue priorité, alors que les data envoyées par un compteur de gaz intelligent pourront être envoyées avec un certain délai. Cette technologie fait toutefois débat, car elle est synonyme de fin partielle de la neutralité du net. En vertu de ce principe, les opérateurs étaient jusqu'à présent obligés de traiter à égalité toutes les données qui transitaient sur leurs réseaux, sans analyser leur contenu. Mais pour prioriser le traitement de certaines données par rapport à d'autres, ils devront savoir quel type d'informations leurs clients font transiter via leurs antennes.

Quelles différences entre la 4G et la 5G ?

La 5G promet des performances accrues par rapport à la 4G : 

  • Volume de données transmis multiplié par 100. Les futurs réseaux 5G seront théoriquement capables de transférer 20 gigabits de données par seconde, depuis une station de base jusqu'à un appareil connecté au réseau, et 10 gigabits par seconde dans le sens inverse.
  • Des débits jusqu'à 3 à 4 fois plus rapides que la 4G
  • Le temps de latence devrait être inférieur à une milliseconde, contre 25 à 40 millisecondes pour la 4G.

Les futurs utilisateurs de la 5G dans le grand public pourront télécharger un film en haute définition en deux ou trois secondes.

Quand la 5G va-t-elle arriver en France ?

Orange a annoncé le lancement de son réseau 5G dans 15 communes françaises le 3 décembre 2020, dont Nice, Marseille, Le Mans, Angers et Clermont Ferrand. D'ici la fin de l'année, 160 communes seront couvertes en 5G. De son côté, Bouygues Telecom prévoit d'ouvrir son réseau 5G dans 20 grandes villes françaises le 1er décembre. Pour rappel, une commune est dite couverte quand son taux de couverture de la population en outdoor est supérieur ou égal à 80%.

Du côté de l'industrie, des entreprises comme Lacroix Group ou Schneider Electric expérimentent les cas d'usage de la 5G industrielle dans leurs usines en France. Orange et Schneider Electric ont initié depuis mars 2020 des tests sur deux cas d'usage : la réalité augmentée appliquée aux activités des techniciens de maintenance et la mise en place d'un robot de téléprésence pour les visites à distance.

Selon les chiffres de l'Agence nationale des fréquences, les quatre principaux opérateurs ont déployé 483 stations expérimentales 5G dans l'Hexagone en octobre 2020 et 17 stations en outre-mer. Orange revendique 353 antennes 5G en France. L'opérateur historique est suivi par Bouygues Télécom (67 stations) et SFR (54 sites). Enfin, Free Mobile ferme la marche et comptabilise 9 antennes 5G.

Les enchères pour l'attribution aux opérateurs des bandes de fréquence comprises entre 3,4 et 3,8 GHz ont été lancées mardi 29 septembre 2020 et ont pris fin au bout de trois jours. Les quatre opérateurs français ont ensuite jusqu'à 2025 pour couvrir 90 % du territoire en 5G et 4G+. L'Arcep insiste sur une couverture nationale à cette date pour couvrir les deux tiers de la population. Dès 2015, l'Arcep avait autorisé les opérateurs à lancer des pilotes 5G. 

Quels smartphones compatibles avec la 5G ?

Même si le réseau 5G n'est pas encore déployé en France, plusieurs smartphones sont dès à présent compatibles avec la technologie. Parmi eux figurent : 

L'opérateur français Orange a présenté le 8 octobre 2020 ses nouvelles offres mobiles 4G compatibles 5G, parmi lesquelles figure un forfait illimité en France en gigas. D'un montant de 94,99 euros, ce dernier est proposé à 79,99 euros pour les clients déjà abonné à l'offre Pack Open ou 4G Home. Trois autres forfaits pour les particuliers et deux pour les professionnels ont été définis pour répondre aux besoins croissants des usages clients :

  • L'offre 70 Go à 39,99 euros (29,99 euros pour les clients déjà Pack Open ou 4G Home) avec un engagement sur 12 mois.
  • L'offre 100 Go à 49,99 euros (39,99 euros pour les clients déjà Pack Open ou 4G Home) avec un engagement 12 ou 24 mois avec mobile.
  • L'offre 150 Go en France métropolitaine à 64,99 euros (49,99 euros pour les clients déjà Pack Open ou 4G Home) avec un engagement 12 ou 24 mois avec mobile.
  • Pour les pros, un forfait "intense édition spéciale", compatible 5G avec 150 Go pour les clients Performance pro et Open Pro
  • Pour les PME/ Entreprises de taille intermédiaire, l'opérateur a lancé une option 5G qui apporte 20 Go supplémentaires aux 3 forfaits "équilibre" (50 Go), " intense" (100 Go), "intense travel" (200 Go) de la gamme Performance Entreprises.

Ces offres, dans leur version avec engagement 24 mois, intègrent également la possibilité d'acquérir un nouveau mobile compatible 5G. Aucun changement de carte SIM n'est à prévoir. De son côté, Bouygues Telecom a aussi présenté ses offres, comprises entre 30,90 (pour 50 Go de données mobiles) et 36,99 euros (pour 80Go) par mois.

Quels dangers avec la 5G ?

La 5G fait débat en raison du niveau d'ondes électromagnétiques émis qui pourrait avoir un impact sur la santé des utilisateurs. "15% des smartphones testés sont au-dessus du seuil de 2 watt par kilogramme. Et l'on ne connaît pas encore les conséquences des bandes millimétriques sur le corps humain", souligne Stéphane Pannetrat, fondateur et président d'ART-Fi, fabricant français d'appareils de mesure des ondes électromagnétiques.

La 5G dans le monde

Selon les chiffres d'Ericsson, en juillet 2020 il y a 92 réseaux commerciaux en 5G dans 38 pays. Plus d'un milliard de personnes dans le monde (soit 15% de la population) auront accès à une couverture 5G à la fin de l'année 2020, selon la dernière édition du Mobility Report d'Ericsson. Parmi elles, l'équipementier prévoit un nombre effectif de 220 millions d'abonnements 5G, dont 175 millions pour la Chine, soit près de 80%. Ainsi, à la fin de l'année, 11% de la base d'abonnements mobiles en Chine sera en 5G, 4% en Amérique du Nord et 1% en Europe. Pour 2026, c'est un nombre de 3,5 milliards d'abonnements 5G qui est estimé, soit quatre abonnements mobiles sur dix. Pour Ericsson, la 5G, qui couvrira 60% de la population mondiale, représentera alors plus de 50% du trafic de données mobiles à cette date. La vitesse d'adoption de la 5G en matière d'abonnements et de couverture confirme que cette technologie est celle qui se déploie le plus rapidement.

Enchères 5G

Les enchères pour l'attribution aux opérateurs français de onze blocs de fréquences 5G dans la bande comprise entre 3,4 et 3,8 GHz ont pris fin au bout de trois jours. Elles ont débuté le 29 septembre et ont pris fin le 1er octobre en France. L'opération rapporte à l'Etat près de 2,8 milliards d'euros. Le prix final par bloc est ressorti à 126 millions d'euros à l'issue de 17 tours d'enchères. A titre de comparaison, en Allemagne, les enchères ont rapporté 6,55 milliards d'euros à l'Etat au bout de trois mois et 6,5 milliards d'euros en Italie au bout de 14 jours. Avec quatre blocs, Orange est celui qui s'arroge la plus grande part. SFR obtient trois blocs. Bouygues Telecom et Free en ont chacun deux. Les opérateurs vont désormais devoir choisir s'ils préfèrent se situer au centre de la bande de fréquence ou à ses extrémités, plus ou mois sensibles aux interférences avec d'autres services télécoms.

Quels usages avec la 5G ?

La 5G, c'est une promesse de rapidité, d'une faible latence, d'une faible consommation d'énergie et permettant à un grand nombre d'utilisateurs d'être connectés simultanément. Avec ce standard de communication, les utilisateurs dans le grand public pourront notamment télécharger des vidéos haut débit en un temps record. "Il y a quatre usages différents pour la 5G : le haut débit, le premier cas actuellement développé en continuité de la 4G pour lequel nous anticipons de nouveaux services liées à la réalité augmentée, détaille Franck Bouétard, PDG d'Ericsson en France. Puis l'accès sans fil qui viendra remplacer la fibre, la gestion d'un grand nombre d'objets connectés et la communication de machines industrielles."

La 5G est l'une des technologies les plus attendues du secteur du véhicule autonome, car les autos doivent pouvoir envoyer instantanément les images de leur environnement à un logiciel de traitement, situé par exemple dans le cloud, et prendre une décision dans la foulée. Une petite seconde de décalage dans l'envoi des données risquant de provoquer un accident. Cette réduction de la latence pourra aussi permettre de réaliser des opérations chirurgicales à distance par exemple, car les mouvements des instruments seront suffisamment fluides.

Quels sont les apports de la 5G pour l'IoT ?

Pour l'IoT, la 5G est une clé vers une plus grande interopérabilité. "Avec un même composant, un industriel pourra se connecter en haut ou bas débit en fonction de ses besoins. Cela va simplifier le design des objets car il n'y aura plus besoin de choisir les composants pour du LoRa, du NB-IoT ou une carte SIM : l'IP mènera à l'interopérabilité", explique Frédéric Salles, ancien président de Matooma, spécialiste dans le domaine de l'IoT et la connectivité par carte SIM multi-opérateurs.

Avec la 5G, la sécurité du réseau de communication devra néanmoins être renforcée. "Plus on augmente la connectivité et le débit, plus les possibilités d'attaques s'accroissent", prévient Hervé Doreau, presales manager chez Symantec.

Oscore

Ericsson a annoncé fin janvier 2020 la création d'un nouveau site de R&D en France pour travailler sur les développements logiciels et la sécurité de la 5G. Ce dernier sujet fait partie des priorités du groupe, qui s'investit par ailleurs dans la sécurisation des protocoles de communication pour l'IoT, avec notamment Oscore et Lake. Lancé en juillet 2019, Oscore (pour object security for constrained restful environments) est un protocole de sécurité dédié aux caractéristiques de l'IoT qui permet de sécuriser les messages transmis par les objets connectés de point à point. La sécurité des données est assurée du capteur à la gateway, puis de la gateway vers le serveur.

"Dans l'IoT, les messages sont transmis par le protocole CoAP, équivalent de http dans l'Internet. Oscore vient sécuriser coAP", explique Alexander Pelov, CEO et cofondateur d'Acklio, start-up rennaise qui développe des solutions de gestion et d'interopérabilité des réseaux IoT. Oscore, qui peut être complété par les protocoles de sécurité TLS et DTLS, assure une double sécurité, à la fois au niveau de la donnée, et du transport de l'information, tout en minimisant l'impact des dispositifs de sécurité sur les performances de l'objet.

Pour Hatem Oueslati, président de IoTerop, fournisseur de solutions pour la sécurité et la gestion des objets connectés (également contributeur au développement du protocole, ndlr), Oscore constitue un atout pour la 5G : "Il offre une cryptographie de bout en bout et une notion d'authentification légère, il représente un avantage considérable pour la sécurité des réseaux NB-IoT et LTE-M, même s'il peut s'appliquer à l'ensemble des réseaux IoT", souligne-t-il.

IoTerop a intégré Oscore à ses solutions et procède à des expérimentations avec un client. "Le besoin de sécurisation est primordial dans les déploiements massifs d'objets connectés industriels. Cette sécurité assure la pérennité des solutions mises en place car la cryptographie ou l'authentification ne suffisent pas, c'est la combinaison des deux qui rend une solution pertinente. D'où l'intérêt pour une entreprise de l'adopter", poursuit Hatem Oueslati. Pour Chester Wisniewski, principal research scientist chez l'entreprise de sécurité Sophos, Oscore est encore trop peu connu : "Ce protocole est une excellente nouvelle pour les industriels mais il faudrait que les fabricants s'emparent du sujet", estime-t-il. L'organisme IETF travaille sur la standardisation de Lake, une procédure légère d'échange de clés authentifiées afin d'assurer la confidentialité des retransmissions, pour compléter Oscore.

Dictionnaire de l'IoT