Qu'est-ce que la 5G ? Des principes de base aux réseaux standalone et aux applications industrielles
La 5G est la cinquième génération de technologie de réseau mobile et la successeure de la 4G. Elle offre des débits plus élevés, une plus grande capacité et une latence réduite — et n'est pas uniquement destinée aux smartphones, mais aussi aux applications industrielles telles que les usines intelligentes et les réseaux privés.
Points clés
- La 5G est la cinquième génération de technologie de réseau mobile, normalisée par le 3GPP et déployée commercialement à partir de 2019.
- Par rapport à la 4G, la 5G est conçue pour offrir des débits plus élevés, une plus grande capacité réseau, une latence réduite et un meilleur support pour un grand nombre d'appareils connectés.
- La 5G peut être déployée en mode non-standalone (utilisant l'infrastructure cœur 4G existante) ou en mode standalone avec son propre cœur 5G.
- Au-delà du haut débit mobile, la 5G est également utilisée pour les réseaux privés et industriels, les communications machine à machine et l'accès sans fil fixe.
La 5G — abréviation de fifth generation — est l'actuelle cinquième génération de technologie de réseau mobile et la successeure de la 4G. Le réseau est basé sur les normes du 3rd Generation Partnership Project (3GPP), avec l'interface radio dite New Radio (NR) comme élément central. Le premier déploiement commercial a eu lieu en 2019, avec la Corée du Sud comme pionnière.
Comme les réseaux mobiles précédents, la 5G fonctionne via des cellules : des zones géographiques chacune desservie par une station de base fixe. Ces stations de base sont reliées au réseau cœur d'un opérateur et à des réseaux externes tels qu'Internet via des liaisons de backhaul. Les appareils compatibles se connectent sans fil à la station de base la plus proche.
En quoi la 5G diffère-t-elle de la 4G ?
Selon la source Wikipedia, la 5G est conçue pour offrir des débits de données plus élevés, une plus grande capacité réseau, une latence plus faible (le délai dans les communications de données), un meilleur support pour les déploiements denses d'appareils et une gestion réseau plus flexible. L'UIT a fixé, à des fins d'évaluation, des débits crêtes de 20 Gbit/s en downlink et 10 Gbit/s en uplink dans des conditions idéales. En pratique, les débits réels des utilisateurs sont nettement inférieurs et varient selon l'opérateur, l'emplacement, la bande de fréquences, la qualité du signal et la charge du réseau.
La 5G est déployée simultanément avec la 4G et devrait coexister avec celle-ci pendant encore de nombreuses années.
Qu'est-ce que cela signifie pour le BeNeLux ?
Le déploiement de la 5G concerne aussi bien les consommateurs que les entreprises du BeNeLux. Pour les utilisateurs finaux, elle promet des connexions mobiles plus rapides et une connectivité plus stable dans les lieux très fréquentés. Pour les entreprises — notamment dans la logistique, les ports et l'industrie manufacturière — la 5G ouvre la voie aux réseaux privés et aux processus automatisés nécessitant une faible latence et des connexions fiables.
5G non-standalone et standalone
Une distinction technique importante dans le déploiement de la 5G est celle entre le mode non-standalone (NSA) et le mode standalone (SA).
- Non-standalone (NSA) : dans ce mode, le réseau 5G utilise l'infrastructure cœur 4G LTE existante. Cela permet un déploiement plus rapide et moins coûteux, mais limite la disponibilité de certaines fonctionnalités spécifiques à la 5G.
- Standalone (SA) : dans ce mode, le réseau dispose de son propre cœur 5G dédié. Cela permet d'exploiter l'ensemble des fonctionnalités de la 5G, notamment le network slicing, l'edge computing et les services à très faible latence.
Les premiers déploiements commerciaux — comme le lancement sud-coréen en 2019 — ont initialement eu lieu en mode NSA. T-Mobile US a lancé en 2020 le premier réseau 5G standalone à l'échelle nationale.
Bandes de fréquences : low-band, mid-band et high-band
La 5G peut être déployée sur trois types de spectre radio :
- Low-band : grande portée, débits plus faibles ; adapté à une couverture large sur de vastes zones.
- Mid-band : équilibre entre couverture et capacité ; la bande la plus utilisée pour les déploiements commerciaux (la Corée du Sud a utilisé la bande 3,5 GHz).
- High-band (mmWave) : débits très élevés sur de courtes distances ; adapté aux lieux très fréquentés avec de nombreux utilisateurs.
La couverture et les performances dépendent fortement des fréquences utilisées, de la conception du réseau, de la congestion et des capacités de l'appareil.
Applications : bien plus qu'Internet mobile
Wikipedia décrit plusieurs domaines d'application de la 5G :
- Haut débit mobile : Internet mobile plus rapide pour les consommateurs.
- Accès sans fil fixe (Fixed Wireless Access) : accès à Internet pour les ménages ou les entreprises via une connexion sans fil plutôt que par câble.
- Réseaux privés et industriels : les entreprises peuvent mettre en place leur propre réseau 5G isolé — les soi-disant non-public networks (NPNs) ou licensed non-public networks. Cela joue un rôle dans l'automatisation Industry 4.0 et l'industrie manufacturière intelligente.
- Communications de type machine (MTC) : connexion d'un grand nombre de capteurs et d'appareils, pertinente pour la logistique, les ports et les applications de ville intelligente.
Les normes 5G prennent en charge des fonctionnalités telles que le network slicing (la division d'un réseau physique unique en plusieurs réseaux virtuels), l'edge computing (le traitement des données près de la source) et les services ultra-fiables à faible latence. Tous les déploiements n'intègrent cependant pas encore toutes ces possibilités.
Déploiement et contexte général
Le déploiement commercial de la 5G a débuté en avril 2019 avec le lancement national en Corée du Sud. Dans les années suivantes, plusieurs pays et opérateurs ont suivi. Ericsson projetait que les réseaux 5G atteindraient environ 65 % de la population mondiale vers le milieu des années 2020.
Le déploiement nécessite de nouvelles attributions de spectre et des investissements dans l'accès radio, le transport et l'infrastructure du réseau cœur. Des questions relatives aux coûts de déploiement, à la consommation d'énergie, à la sécurité des fournisseurs et aux débats sur les effets sur la santé des rayonnements radiofréquences jouent également un rôle, selon Wikipedia.
Chronologie de la 5G
| Année | Événement |
|---|---|
| 2012 | Premiers centres de recherche sur les communications en ondes millimétriques créés ; lancement du projet de recherche européen METIS |
| 2013 | L'UIT-R lance la normalisation formelle (IMT-2020) |
| 2019 | Premier déploiement commercial : Corée du Sud (avril), suivi d'un déploiement limité de Verizon aux États-Unis |
| 2020 | T-Mobile US lance le premier réseau 5G standalone à l'échelle nationale ; croissance des réseaux industriels privés |
| Milieu des années 2020 (prévu) | La 5G devrait atteindre environ 65 % de la population mondiale selon les projections |
Questions fréquentes
- Quelle est la différence entre la 4G et la 5G ?
- La 5G est conçue pour offrir des débits de données plus élevés, une plus grande capacité réseau, une latence réduite et un meilleur support pour un grand nombre d'appareils connectés par rapport à la 4G. L'UIT a fixé des débits crêtes de 20 Gbit/s en downlink et 10 Gbit/s en uplink dans des conditions idéales ; les débits réels des utilisateurs sont généralement inférieurs.
- Quelle est la différence entre la 5G non-standalone et standalone ?
- En mode 5G non-standalone (NSA), le réseau utilise l'infrastructure cœur 4G LTE existante, ce qui permet un déploiement plus rapide mais limite certaines fonctionnalités 5G. En mode 5G standalone (SA), un cœur 5G propre et dédié est présent, rendant disponible l'ensemble des fonctionnalités de la 5G, notamment le network slicing et la très faible latence.
- À quoi sert la 5G au-delà d'Internet mobile ?
- La 5G est également utilisée pour l'accès Internet sans fil fixe (fixed wireless access), les réseaux privés et industriels (non-public networks), et les communications de type machine pour un grand nombre de capteurs et d'appareils — notamment pertinentes pour la logistique, les ports et l'industrie manufacturière intelligente.
- Quand le déploiement commercial de la 5G a-t-il commencé ?
- Le premier déploiement commercial à grande échelle a eu lieu le 3 avril 2019 en Corée du Sud. Quelques heures plus tard, Verizon a lancé un service limité dans plusieurs villes américaines.
- Quelles bandes de fréquences la 5G utilise-t-elle ?
- La 5G peut être déployée sur le spectre low-band (grande portée, débits plus faibles), mid-band (équilibre entre couverture et capacité) et high-band (débits élevés sur de courtes distances). La couverture et les performances dépendent fortement de la fréquence utilisée, de la conception du réseau et des équipements.