Qu'est-ce que la 5G ?

Qu'est-ce que la 5G ?

La 5G est la cinquième génération de technologie réseau sans fil. Norme mondiale de services sans fil faisant suite à la 4G, la 5G fournit un nouveau type de réseau, conçu pour offrir un débit de données plus élevé et une latence plus faible, et pour prendre en charge un plus grand nombre d'utilisateurs, d'équipements et de services tout en améliorant l'efficacité du réseau.

La 5G prend en charge trois types de cas d'utilisation.

  • Enhanced Mobile Broadband (eMBB) : services à large bande passante pour une connectivité sans fil.
  • Ultra-Reliable Low Latency Communication (URLLC) : communication ultra fiable à faible latence pour les besoins critiques.
  • Massive Machine Type Communication (mMTC) : communication sûre pour des milliards de capteurs et d'équipements de surveillance.

La 5G est conçue pour fournir un débit maximum descendant de 20 Gbit/s, c'est-à-dire 20 fois plus rapide que le débit maximum de la 4G LTE (1 Gbit/s). De même, par rapport à la 4G, les débits de données utilisateur devraient être 10 à 100 fois plus élevés, la prise en charge d'équipements connectés 10 à 100 fois supérieure, et la latence extrêmement faible (de l'ordre de 1 milliseconde).

L'ère de la 5G transcendera la simple amélioration des performances et de la vitesse du réseau, pour offrir aux utilisateurs de nouvelles expériences connectées améliorées. La 5G peut améliorer les performances des applications métiers, tout en offrant de nouvelles expériences utilisateurs et des services novateurs dans des domaines tels que les applications de réalité augmentée, de réalité virtuelle et de réalité mixte (AR, VR et MR), la vidéoconférence, l'automatisation industrielle, les véhicules autonomes et les appareils médicaux connectés.

Quels problèmes la 5G peut-elle résoudre ?

Les fournisseurs de services pourront gérer un trafic de données en constante augmentation en réduisant considérablement le coût par bit. Ils pourront également proposer de nouveaux services 5G aux consommateurs, aux gouvernements et aux entreprises, et éviter ainsi la baisse du revenu moyen par utilisateur (Average Revenue Per User, ARPU).

Les entreprises devraient être les premières à bénéficier de la technologie 5G, avec une amélioration de la productivité, de l'agilité et de l'évolutivité en matière de services. On peut s'attendre à ce que le plus grand changement concerne le domaine de l'automatisation industrielle, où les usines pourront profiter de robots contrôlés sans fil. Dans ces environnements, même les plus petites pièces mobiles seront suivies, exploitées et gérées sans fil tout au long de la chaîne de production.

Le secteur de la santé est également un marché vertical majeur pour la 5G. La chirurgie à distance ou les ambulances connectées contribueront à sauver des vies dans les zones inaccessibles aux médecins. La 5G permettra aux commerçants d'offrir de nouvelles expériences (AR, VR et MR, par exemple) pour essayer, assortir ou acheter des produits, aussi bien dans les boutiques traditionnelles que virtuelles.

Du côté du consommateur, le cloud gaming est une application émergente qui permet de s'affranchir des clients gourmands en ressources, et les jeux sont disponibles directement depuis la périphérie du réseau 5G. Actuellement, les applications AR et VR représentent environ 20 % du trafic de certains déploiements 5G précoces. L'utilisation d'infrastructures d'accès fixe sans fil (FWA) pour fournir des services 5G résidentiels à large bande gagne également du terrain.

Du côté du gouvernement, les villes intelligentes, les services publics et la protection publique peuvent bénéficier de manière significative des possibilités offertes par la 5G. Les véhicules et les solutions automobiles connectés peuvent améliorer la sécurité routière et contribuer à sauver des vies humaines.

Comment fonctionne la 5G ?

Pour répondre aux nouvelles exigences de capacité et de latence, la 5G requiert de nouveaux composants technologiques :

  • Nouvelle fréquence : pour atteindre des débits de données élevés, la 5G doit utiliser de nouvelles bandes de fréquence supérieures à 6 GHz : les bandes d'ondes centimétriques (de 6 à 30 GHz) et les bandes d'ondes millimétriques (> 30 GHz). La 5G sera également déployée dans des bandes de fréquence inférieures à 6 GHz. Les bandes basses fournissent la couverture, tandis que les bandes supérieures fournissent la capacité.
  • Massive MIMO : le système MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) permet de multiplier la capacité d'une liaison radio à l'aide de plusieurs antennes d'émission et de réception. En revanche, avec la technologie Massive MIMO, le nombre d'antennes utilisé est particulièrement élevé (8, 16, 64, 128, etc.). Toutefois, cette méthode améliore l'efficacité spectrale et la couverture réseau.
  • 5G NR (New radio) : nouvelle technologie d'accès radio 5G, la 5G NR a été développée par 3GPP pour le réseau mobile 5G. Cette technologie repose sur un principe de conception ultra plat, visant à réduire les signaux et la consommation d'énergie. La 5G NR a une structure de trame flexible permettant un multiplexage efficace de divers services 5G et une compatibilité directe pour les futurs services 5G.
  • 5 GC (Cœur de réseau 5G) : conçu conformément à la norme 3GPP, le 5GC présente une architecture basée sur les services (SBA). L'implémentation des fonctions de cœur réseau 5G s'appuie sur des principes natifs du cloud, notamment la séparation du plan utilisateur et des plans de contrôle, des fonctions réseau sans état, des interfaces ouvertes et des API. Les fonctions de base du réseau peuvent être facilement déployées, mises à jour et adaptées pour lancer de nouveaux services à moindre coût.
  • Transport 5G : répondre à de nouveaux cas d'utilisation 5G tels que eMBB, URLLC ou mMTC nécessite un réseau de transport capable de gérer non seulement une augmentation considérable du trafic, mais également la grande diversité des caractéristiques du réseau pour chaque cas d'utilisation spécifique. Cela doit répondre aux besoins spécifiques d'équipements, de services et de nouveaux modèles économiques toujours plus nombreux. Pour renforcer la capacité, les réseaux de transport doivent pouvoir prendre en charge les technologies 25G, N x 25G dans la couche d'accès/de pré-agrégation, 100G, N x 100G dans la couche d'agrégation et jusqu'à 400G au cœur de l'environnement des fournisseurs de services. En outre, le réseau de transport doit respecter les exigences strictes de synchronisation pour prendre en charge une latence inférieure à 10 ms.
  • Découpage du réseau : le découpage du réseau permet d'exécuter plusieurs réseaux logiques indépendants de bout en bout sur une infrastructure physique partagée. Chaque tranche de réseau offre une qualité de services (QoS) spécifique à un service ou une application et peut s'étendre sur plusieurs parties du réseau (réseau d'accès, réseau central et réseau de transport).
  • Edge computing : grâce à l'Edge computing, les ressources de calcul, de stockage et de mise en réseau sont plus proches des abonnés et des utilisateurs finaux. Ce rapprochement permet d'améliorer les temps de réponse et d'économiser de la bande passante. L'Edge computing (également appelé Edge Cloud) peut être déployé sur des sites clients, notamment des entreprises ou des usines, et être géré ou hébergé par un fournisseur de services.
  • Cloud opérateur : en tant que plate-forme ouverte, le cloud opérateur permet aux fournisseurs d'éviter de dépendre d'un seul sous- traitant et de bénéficier d'un large écosystème de fonctions natives du cloud qui optimiseront l'infrastructure, amélioreront les opérations et accéléreront la vitesse de leurs services. Grâce à l'agilité et à la rapidité d'innovation du cloud Telco, les fournisseurs de services peuvent proposer tout un éventail d'applications et de services qui dynamiseront leurs modèles économiques.
  • Sécurité  : avec la 5G, l'IoT, le découpage de réseau et l'Edge computing, de nouvelles surfaces d'attaque émergent. Les menaces peuvent venir de toutes parts, et leur volume, leur fréquence et leur sophistication sont décuplés. Si l'approche actuelle en matière de sécurité n'est pas renforcée, la sécurité de la 5G risque de devenir un goulot d'étranglement pour les performances. Les systèmes isolés et les interventions manuelles ont perdu toute efficacité. Pour prendre pleinement conscience des menaces, il est désormais indispensable d'appliquer une approche connectée, basée sur une perspective globale du réseau et de l'écosystème externe, pour adapter de manière dynamique et cohérente l'application des politiques de sécurité sur l'ensemble du réseau.
  • Gestion et orchestration (MANO) : la 5G augmente considérablement le nombre d'équipements d'utilisateurs finaux, de nœuds et de services connectés sur le réseau. Il est impossible de gérer manuellement les opérations réseau en tenant compte de l'évolutivité et de la qualité requises. Le seul moyen pratique de faire face à l'ampleur et à la complexité des futurs réseaux cloud et 5G est d'automatiser les opérations, en prenant pleinement en charge les API ouvertes afin qu'elles fonctionnent dans des environnements multifournisseur et multicloud, en développer continuellement des connaissances grâce aux capacités d'IA et de ML.

Technologie de réseau 5G pionnière

La technologie 5G s'inscrit dans le cadre d'une révolution plus large, qui comprend des technologies cloud et d'IA, visant à offrir une plate-forme plus solide et durable aux fournisseurs de services. Juniper Networks estime que la 5G à elle seule ne suffit pas pour stimuler la transformation des activités des fournisseurs de services. Pour en saisir toute la valeur et en libérer tout le potentiel, les fournisseurs de services doivent donc considérer le cloud, la 5G et l'IA comme un tout. Ces innovations se complètent et, dans certains cas, s'imbriquent de façon totalement interdépendante.

Par exemple, pour exploiter les nombreux avantages de la 5G, une infrastructure doit se « cloudifier », que cela passe par un cloud Telco et une infrastructure NFV, un cloud de périphérie distribué, des fonctions virtualisées ou conteneurisées (VNF/CNF), ou encore désagrégées. Si le tandem 5G + cloud permet de faire un bond en avant en termes d'évolutivité, de performances et d'agilité, il engendre aussi une complexité opérationnelle que seule l'IA permet de surmonter.

Juniper fournit tous les ingrédients de base pour opérer la transformation des fournisseurs de services en associant ses propres solutions éprouvées aux offres de ses partenaires stratégiques. Juniper contribue à donner vie à l'ère cloud + 5G + IA avec cinq piliers intégrés.

  • Structure IP extrêmement évolutive grâce au découpage de réseau
  •  Plates-formes axées sur le cloud
  • Edge Cloud distribué
  • Opérations automatisées
  • Juniper Connected Security

Ressources

À elle seule, la 5G ne suffit pas 

Juniper fournit tous les éléments indispensables à la transformation des opérateurs à l'ère du Cloud + 5G + IA. Chacun de ces éléments amorce un tournant dans trois domaines : l'architecture réseau, la rentabilité opérationnelle et l'expérience de service.