La 5G, "the Next Big Digital Thing"

Bernard Fontaine, Direction de l'Innovation, octobre 2017

On peut être passionné ou totalement indifférent face aux progrès des technologies numériques, mais lorsqu’une d’entre elles, la 5G, risque de bouleverser notre vie quotidienne, il est essentiel de s’y intéresser et de s’y préparer.

5G next big thing

La 5G, une simple évolution de la 4G ?

Il n’est pas rare ces derniers temps de voir technologues et futurologues en tous genres se réunir pour des conférences et rencontres autour du thème du numérique et de ses évolutions. Bien souvent, ils vous abreuvent de chiffres invérifiables ou encore de vérités qui n’ont que quelques mois d’existence et deviendront bien vite obsolètes. En sera-t-il de même pour la 5G ? Il y a fort à parier que non.

La 5G, ce n’est pas juste le changement du petit pictogramme en haut de la barre menu de votre smartphone - qui a vu ces quelques dernières années défiler les icônes Edge, H+, 3G et autres 4G… qui sera remplacé dès 2020 par un "5G". Cette fois, ce n’est plus une simple évolution technologique, mais une vraie révolution industrielle qui s’annonce, et qui touchera tous les secteurs industriels, y compris celui des médias.

Cette 5G promet d’être le carburant du monde hyper connecté de demain. Fini le temps où l’on se contentait d’imaginer un futur un peu flou, désormais il nous faut nous préparer concrètement à l’arrivée imminente de cette technologie. Le très puissant fondeur américain de puces électroniques Qualcomm vient de présenter son premier smartphone de test équipé d’un composant dédié à la 5G, ce qui laisse entrevoir la sortie prochaine de smartphones d’autres marques avec cette nouvelle fonctionnalité. D’ailleurs, les équipementiers et fabricants de terminaux et composants comme Ericsson, Nokia, Samsung, Huawai ou encore Intel sont déjà dans les starting-blocks.
 

Qualcomm

Un business énorme estimé par Arthur D. Little à 1233 milliards de dollars dans une dizaine d’années. Dans 7 ans seulement, aux alentours de 2025, pas moins de 214 millions de connexions 5G seront déjà effectives en Europe (chiffres GSMA association), et lorsqu’on sait que ce mode de connexion sans fil pourra permettre des performances voisines de celles de la fibre optique, notre curiosité est forcément mise à l’épreuve.

Cette technologie suivie depuis 2014 par France Télévisions et présentée à Roland-Garros avec le français Siradel, (aujourd’hui intégré dans le Groupe Engie) est maintenant en phase finale de standardisation. Elle est bâtie par les puissantes industries des télécoms et du numérique. Certains parlent déjà, à raison, d’une « technologie de rupture », tandis que d’autres voient en elle « l’aube de l’internet ambiant ». Ce qui est sûr, c’est que la 5G devrait bouleverser notre vie quotidienne dans la décennie à venir.

 

La 5G a-t-elle des concurrents ?

A proprement parler non, puisque ce standard a été créé de toutes pièces par sa propre industrie. Selon les analystes, la 5G devrait se déployer très vite, principalement aux US et en Asie (Chine, Corée du Sud, Japon). Près d’un milliard d’utilisateurs devraient s’y convertir entre 2020 et 2023, dont la moitié en Chine (source CCS Insight).

Soulignons toutefois que les autres technologies de transmission numérique, qu’elles soient ou non dédiées à l’IoT, n’ont aucunement prévu d’être supprimées avec la 5G. Elles sont nombreuses, à très bas coût, sans besoin de carte SIM même virtuelle comme ce en sera le cas en 5G. Citons le Bluetooth par exemple, ou encore les technos domotiques comme Zigbee, Z-Wave, 6 LowPAN, Thread et pourquoi pas le NFC. Toutes ces solutions également sans fil équipent forcément déjà un de vos équipements personnels. D’autres technologies à usage professionnel comme les réseaux Sigfox ou le Li-Fi et ses solutions de connexion via la lumière vont également concurrencer la 5G pour certaines fonctions IoT.

Quant au très populaire WiFi, il a encore de belles années devant lui avec la future norme WiFi 802-11 ax, qui promet pas loin de 7 Gb/s théoriques dans votre foyer. Quelques rumeurs se font entendre sur la candidature de certaines de ces technologies à entrer dans le standard 5G. Mais rien n’est fait car les risques d’opposition de modèles économiques sont forts entre des réseaux opérés par des acteurs Telecom et des solutions neutres plutôt du domaine des produits de l’électronique grand-public pour des usages parfois identiques, et qui seront plutôt complémentaires de cette 5G.

Quelles industries seront impactées par la 5G ?

Il serait plus logique de se demander quelles industries ne le seront pas ! On vient déjà de voir des géants du numérique se construire de toutes pièces en quelques années grâce au numérique, notamment le numérique mobile. Eh bien imaginez qu’avec la 5G, tout ce que vous avez connu est en passe de s’amplifier avec, très probablement, de nouveaux acteurs qui s’ajouteront aux puissantes industries du digital.

La 5G ne vous permettra pas seulement de télécharger en quelques secondes votre film préféré (de 10 à 100 fois plus vite qu’en 4G, tout de même, puisqu’elle vise 10 GB/s - et encore beaucoup plus en labo). Elle saura aussi répondre à l’incroyable évolution des performances de l’électronique embarquée, où des milliards de microprocesseurs, traitant des milliards d’instructions par secondes (MIPS) pour faire fonctionner notre quotidien numérique, vont pouvoir s’interconnecter via les réseaux 5G. On est toujours dans le domaine de l’IoT, mais à une échelle autrement plus évoluée que le podomètre qui compte vos pas et les affiche sur votre mobile…

En 5G, les connexions se feront parfois à très bas débit (NB-IoT) juste pour le transfert d’un état électrique 1 ou 0 ou par de faibles débits numériques jusqu’à des performances de débits vertigineux pour des services exigeants. Le standard 5G saura s’adapter à tous les cas d’usage : il est pensé pour être rapide, extrêmement fiable pour des environnements industriels sensibles, et il sait se virtualiser. De plus, il est quasiment sans latence, c’est-à-dire qu’une commande est immédiatement exécutée même très loin de son donneur d’ordre. Imaginez un gestionnaire de flotte de transport autonome : avec la 5G, il pourra guider son véhicule au plus près des derniers mètres du quai de chargement de son véhicule. Le Suédois Ericsson en faisait la démonstration il y a quelques jours à Paris en guidant en temps réel un véhicule à des centaines de kilomètres de la capitale.

La 5G, the next big digital thing : interview de Viktor Arvidsson (Ericsson)

La transmission de données 5G étant très précise, une antenne 5G peut cibler quasi « chirurgicalement » un utilisateur dans la rue pour lui donner la puissance du service qu’il demande – au lieu, comme aujourd’hui, d’envoyer indifféremment le signal à 360 degrés autour de l’antenne de la station de base télécom. C’est le Beamforming, ou Beamtracking.

Le standard 5G se veut également économe en énergie, car les gestionnaires des futures villes connectées doivent se conformer à des obligations environnementales et autres contraintes d’exploitation qui obligeront ces millions d’objets connectés en 5G à avoir une très grande autonomie électrique.

Quelques exemples des secteurs industriels visés :

  • L’usine de demain, qui voit la 5G comme un outil indispensable pour rester concurrentielle et faciliter le travail humain tout en augmentant les performances de l’industriel, des transmissions dites « machine to machine » au traitement des lignes de fabrication et à la logistique de transport, en passant par la distribution des produits.
  • La sécurité, avec ses besoins accrus de vidéo surveillance et d’analyse d’image en temps réel, va aussi exploiter la 5G pour mieux intégrer la cybersécurité dans l’économie numérique. Certains pensent aussi à l’engagement citoyen pour sa propre sécurité via de nouveau moyens de transmission d’information.
  • L’industrie des transports sera aussi très impactée par la 5G, avec des enjeux d’urbanisation des territoires, d’’intermodalité des transports ou encore les besoins de diminution des empreintes CO2.
  • La santé pourra aussi bénéficier des progrès de la 5G dans la télémédecine, l’arrivée de moyens d’auto-surveillance de notre santé ou encore pour répondre problèmes de la désertification médicale et de l’optimisation des ressources de santé.
  • Les services financiers (traitements fiscaux temps réel, transactions mobiles sécurisées, e-wallet (portefeuille numérique), les autres technologies liées à la Fintech et pourquoi pas les équipements dédiées à la monnaie virtuelle) seront eux aussi impactés par la 5G.
  • L’automobile, avec bien entendu l’automobile connectée et bientôt autonome dont les exigences fonctionnelles notamment en termes de sécurité vont s’appuyer sur le déploiement des réseaux 5G. Tous les constructeurs y travaillent, en France et partout dans le monde. Les réseaux virtuels 5G seront mis en place pour le secteur automobile, accompagnés sans doute de services d’information ou de loisirs numériques à bord des véhicules, comme en témoignent les derniers projets de véhicules autonomes du salon de Francfort. La fin programmée des véhicules thermiques s’accompagnera aussi d’un besoin important de gestion des ressources énergétiques électriques et l’interconnexion en 5G des offres et demande d’énergie sera cruciale.
  • L’énergie, pétrolière, électrique et autres sont des secteurs demandeurs de nouvelles solutions de gestion des ressources, de stockage, de distribution et de monitoring, qui pourront être fournies par la 5G.
  • Les médias et services de loisir, enfin, sont au cœur des projets 5G et pour certains déjà préemptés par les géants du secteur.
     

5G usages
Source : 5G PPP, "5G Empowering Vertical Industries"

 

Lancement de la 5G : quels besoins en ressources ?

Si la 5G est porteuse de grandes promesses, n’oublions pas qu’elle a besoin pour fonctionner du spectre radio, c’est-à-dire des fréquences disponibles. L’infrastructure technique sera complexe mais aussi très « intelligente », mêlant réseaux fibres optiques et hertziens. Des interconnexions de datas-centers 5G nationaux, régionaux et locaux sont prévus, des réseaux virtuels (Slice) seront configurables en quelques minutes à la demande de clients professionnels. 

Certains grands opérateurs évoquent même le partage en 5G d’infrastructures entre opérateurs concurrents séparant ainsi réseaux et services. Dans tous les cas un important besoin en fréquences est mis en avant. C’est justement l’une des particularités de la 5G que de pouvoir s’adapter à différentes fréquences afin d’optimiser ses performances. C’est un sujet hautement stratégique, et seules les administrations compétentes peuvent aider à faire en sorte, région par région, de permettre à la 5G d’utiliser des fréquences sans brouiller celles des services déjà existants.

Deux grandes catégories de bandes de fréquences sont évoquées pour la 5G :

  • Sous les 6 Ghz, fréquences qui vont jouer un rôle important dans l’écosystème 5G, avec en vue les bandes 3.4Ghz-3.8Ghz et 700 Mhz pour un déploiement initial (pour information la TNT est très proche puisque juste en dessous des 700 Mhz).
  • Au-dessus des 6 Ghz, pour augmenter les capacités et performances, sont en vue les fréquences 24.25-86 Ghz, sans doute 24.25-27.5Ghz au début en Europe. Régionalement les opérateurs Telecom visent aussi des fréquences comme 5.925-8.5Ghz, 10-10.6Ghz et même 21.4-22 Ghz
     

Spectre 5G

Dans cette optique, Bruxelles a confié à la CEPT (le regroupement des administrations des télécoms des Etats européens) l’élaboration et l’harmonisation des normes techniques nécessaires pour lancer la 5G en Europe. Des débats internationaux complexes sont ouverts entre représentants de l’industrie (NGMN, GSMA) et organismes officiels (ITU, CEPT) où s’entremêlent stratégie industrielle et nécessité de réglementer pour ne pas faire prendre à l’Europe un retard industriel sur ce secteur stratégique face au duopole Asie/Etats-Unis. Et le temps presse, puisque les premiers tests (Orange, Free, SFR, Bouygues chez nous) et les lancements commerciaux de la 5G en Europe sont déjà annoncés pour 2020 !

La télévision est-elle impactée par la 5G ?

Dire que la Télévision ne sera pas impactée par la 5G serait nier le rôle actuel des infrastructures numérique Telecom qui ont permis l’explosion actuelle des usages du numérique pour le secteur audio-visuel. Comme le précisait récemment à Cannes Daniel Danker, Director of Video Product chez Facebook, deux milliards de personnes vont chaque jour sur Facebook, et si la vidéo représente aujourd’hui la moitié du trafic sur mobile, elle devrait atteindre 75% dans seulement 5 ans ! Et la 5G risque bien d’amplifier ces tendances, en faisant probablement naître d’autres géants, notamment ceux venus d’Asie qui sont déjà à surveiller de très près.

La télévision est donc concernée au premier chef par la 5G, d’abord parce que cette technologie vise autant un usage fixe que mobile (jusqu’à 500Km/h parait-il…), elle sait adresser un nombre illimité d’utilisateurs (eMBMS) et sait autant diffuser un contenu linéaire que non linéaire. Ensuite, parce qu’elle vise tous les écrans, y compris le téléviseur, même sans carte SIM dans le récepteur, comme le fait la TNT aujourd’hui.

Si vous êtes en zone de réception pas besoin d’antenne extérieure elle est dans votre écran, sinon une simple antenne 5G à la maison vous procurera une vitesse de connexion équivalente à celle de la fibre optique, le tout sans attendre le creusement de tranchées dans la rue. De quoi séduire municipalités et opérateurs télécom, si toutefois ils estiment plus économique ou rapide ce mode de raccordement.

De nombreux tests sont déjà en cours, notamment ceux d’Arqiva avec Samsung et le Français Ateme qui testeront la diffusion de 25 chaînes en UHD 4K en 5G dans un quartier de Londres fin 2017. La Corée va elle profiter des JO d’hiver pour tester la 5G et de la production 8K. Le Japonais Sharp va encore plus loin et réfléchit à un écosystème complet 8K + 5G avec le Chinois Foxconn. Un projet ambitieux en phase avec le chiffre de 500M d’utilisateurs 5G en Chine en 2023 que nous vous annoncions en début d’article !

Les JO 2018 en 5G

L’UER, regroupement des opérateurs européens de l’audiovisuel public, prend aussi le sujet très au sérieux. La structure souligne l’intérêt de cette technologie dans un contexte où 94% des acteurs publics utilisent déjà internet pour diffuser en direct leurs programmes. La 5G serait ainsi un nouveau relais de croissance pour des formats cross-media, multilangues, interactifs, en AR ou VR. Elle permettra aussi, bien sûr, de virtualiser sous IP la production TV. Le centre de recherche de la TV publique allemande IRT à Munich estime lui que cette technologie pourrai devenir un marché de masse à partir de 2025 . L’UER vas même dans ses dernières publications jusqu’à se projeter sur un univers tout 5G à terme !

Si tout le secteur industriel concerné et toutes les autorités administratives européennes sont sensibles à ce sujet, c’est qu’ils ont bien compris que rien ne freinera la modernisation du transport hertzien des données numériques. Réglementations et modèles économiques seront potentiellement impactés et tous sont curieux des premiers tests de cette 5G et de son potentiel à venir. Sont observés les puissants acteurs du duopole Asie/US sur la 5G, acteurs qui comptent profiter de ce saut technologique pour prospérer. L’opérateur américain AT&T nous rappelait récemment à Paris aux côtés d’Ericsson le rôle des « Non Telcos Players » sur ce secteur où l’on retrouve déjà les géants industriels du numérique, des transports, de l’automobile etc… qui envisagent de proposer leurs offres de services sur leur propre réseau virtuel 5G.

Alors qu’en Californie, Facebook réfléchit à son futur en 5G avec ses projets Terragraph et Telecom Infra Project, on imagine bien que les médias numériques de demain seront bien différents de ceux que nous connaissons aujourd’hui. Quant à la France, gageons que les grands rendez-vous à venir (les travaux du Grand Paris, les JO de 2024, peut-être l’Exposition universelle de 2025) seront l’occasion de faire avancer le déploiement de la 5G dans l’Hexagone et que la télévision saura en tirer le meilleur parti.