L'engouement s’intensifie… Alors que les entreprises allemandes sont depuis novembre 2019 autorisées à bâtir leur propre réseau 5G sur la bande de 100 mégahertz entre 3,7 et 3,8 gigahertz, l’Agence nationale des réseaux recensait en mars 2021 pas moins de 117 fréquences déjà attribuées et 120 demandes en cours, deux chiffres révisés à la hausse chaque mois.
Près de 70 universités et sociétés dans l’industrie, les transports, la santé et les médias se sont lancées dans des projets de 5G industrielle, à différents stades de développement, de l’usine opérationnelle au pilote de démonstration. Depuis le 1er janvier, la bande des ondes millimétriques 26 gigahertz est également en cours d’attribution.
C’est dire l’intérêt des industriels pour la nouvelle génération de communications mobiles. Avec un temps de latence promis inférieur à une milliseconde, contre 25 à 40 pour la 4G, et un volume de données transmis multiplié par 100, la 5G est considérée comme le moyen de parachever la transition vers l’industrie 4.0, sur laquelle l’Allemagne mise depuis 2011.
« La 5G offre une robustesse et une agilité parfaitement adaptées aux applications industrielles, assure Tom Richter, le responsable de l’intégration verticale des process manufacturiers de Nokia en Allemagne. Le temps de latence très court permet un pilotage fluide des machines et des robots. La très importante capacité de transmission de données facilite l’utilisation de la vidéo et de la réalité virtuelle en temps réel. L’absence de saut d’une antenne à l’autre améliore aussi la communication mobile, comme pour les véhicules autoguidés. » Enfin, alors qu’avec le Wi-Fi le débit baisse dès que le nombre de terminaux augmente, les opérateurs de téléphonie clament que la 5G sera capable de gérer 1 million d’objets connectés par kilomètre carré.
Peu d'entreprises en 5G standalone
Il n’existe pas à ce jour un réseau 5G, mais autant de réseaux 5G que d’entreprises.
— Tom Richter, responsable de l’intégration verticale des process manufacturiers de Nokia en Allemagne
« Pour autant, il n’existe pas à ce jour un réseau 5G, mais autant de réseaux 5G que d’entreprises, précise Tom Richter. Le système doit être à la fois plug and play et répondre aux besoins spécifiques du client. De plus, toutes les caractéristiques – latence, débit, quantité d’appareils – ne peuvent pas encore être présentes en même temps. » Une minorité d’entreprises a fait le choix de passer sur un réseau entièrement 5G, dit standalone (SA).
Si la 5G SA représente une incontestable avancée en termes de latence et de débit, elle suppose que l’entreprise s’affranchisse des opérateurs de téléphonie pour déployer et gérer seule ses installations et son architecture 5G, avec l’aide d’un fournisseur d’équipements comme Nokia, Ericsson ou encore Huawei. « C’est une technologie complexe, qui est le plus souvent appliquée dans des domaines critiques, où le Wi-Fi et la 4G se sont révélés insuffisants, et où les erreurs ne sont pas permises, tempère Tom Richter. Elle demande donc des connaissances et des moyens techniques et humains internes importants pour la déployer. »
Déploiement progressif s’appuyant sur la 4G
C’est pourquoi la majorité des réseaux sont encore en mode non standalone (5G NSA). Dans ce cas, le déploiement s’appuie sur un cœur de réseau 4G, en ajoutant progressivement des antennes 5G. Celles-ci sont pointées vers les équipements clés, tandis que la communication dans l’usine et le passage d’une antenne à l’autre se fait via le réseau 4G. Si cette technologie améliore la bande passante pour le streaming vidéo et la réalité virtuelle, elle ne permet pas un slicing illimité, cette capacité offerte par la 5G de découper le réseau en « tranches » adaptées à chaque usage, en fonction des besoins en débit, en latence ou en sécurité.
« Il n’y a pas de bonnes ou de mauvaises solutions, toutes ont leur justification, en fonction des applications attendues, affirme Tom Richter. Par exemple, une entreprise qui privilégie le temps de latence et la sécurité informatique pourra passer sur du standalone, à condition qu’elle en ait les moyens, tandis qu’un logisticien qui a besoin de suivre ses livraisons dans son entrepôt et à l’extérieur pourra opter pour un système hybride privé 5G et public 4G. »
La 5G promet beaucoup : un temps de latence de 1 milliseconde, 10 gigabits par seconde en téléchargement. [...] Les promesses ne sont pas encore tenues, mais il faut reconnaître que c’est suffisant pour nos usages actuels.
— Maik Voigt, responsable de projets IT et réseaux mobiles 5G de Lufthansa Technik
Il faut également prendre en compte la réalité de la technologie actuelle, en constante évolution. « La 5G promet beaucoup : un temps de latence de 1 milliseconde, 10 gigabits par seconde en téléchargement, observe Maik Voigt, le responsable de projets IT et réseaux mobiles 5G de Lufthansa Technik, qui a mis en place deux réseaux privés 5G à Hambourg. Nous avons voulu tester ces performances et avons obtenu 1,2 gigabit par seconde en téléchargement et 10 millisecondes de latence. Les promesses ne sont pas encore tenues, mais il faut reconnaître que c’est suffisant pour nos usages actuels. »
Des standards encore en construction
Il en est de même pour le matériel compatible 5G, principal goulot d’étranglement. Les standards, regroupés en « releases », sont édités par les organismes de normalisation en télécommunications, dans le cadre de la coopération 3rd Generation partnership project (3GPP). « Actuellement, nous en sommes à la release 15, qui permet le déploiement de la 5G SA sans appui d’un second réseau, précise Tom Richter. Mais alors que pour la 4G il existe près de 2 500 produits disponibles – routeurs, tablettes, smartphones… –, ceux pour la 5G release 15 ne sont encore qu’une vingtaine, d’où un choix très limité. »
Les automaticiens attendent également le prochain standard, la release 16, prévue pour la fin 2021 ou le début 2022, qui améliorera la communication de machine à machine ainsi que la localisation des objets. La release 17, attendue pour 2022 ou 2023, réduira quant à elle la consommation électrique du système. « Il faudra compter à chaque fois entre six et dix-huit mois entre le lancement du standard et celui des premiers équipements, reconnaît Tom Richter. Mais cela ne doit pas empêcher les entreprises de commencer leurs premiers déploiements, afin d’apprendre avec l’expérience. »
