Chaque nouvelle génération d'Internet nous apporte ses propres avantages et nouveautés. Le première génération de réseau sans fil a apporté les premiers téléphones portables, nous permettant de communiquer à de longues distances. Le deuxième réseau sans fil 2G nous a donné la possibilité d'envoyer des messages sous forme de texte, et la 3G a permis aux utilisateurs de téléphones portables de se connecter à Internet. Désormais, la plupart d'entre nous utilisent le réseau 4G qui nous a apporté la vitesse Internet que nous utilisons aujourd'hui. Cette vitesse est très bonne, et pourrait suffire pour satisfaire les besoins de l’utilisateur. Alors, c’est quoi la 5G et pourquoi est-elle nécessaire?
Le fait d'avoir de plus en plus d'appareils connectés au réseau sans fil a fait apparaître les limites du réseau 4G, car il ne peut fournir de connectivité en ligne qu'à un certain nombre d'appareils. Le réseau 5G a été créé pour fournir une bande passante beaucoup plus large au réseau, le rendant ainsi beaucoup plus rapide. Il sera possible de stocker jusqu'à mille fois plus d'appareils numériques qu’avec la 4G.
Dans le futur, les utilisateurs pourront connecter leur téléphone 5G, mais également presque tous les appareils de leur maison à Internet. Ce n’est juste pas possible de le faire avec le réseau 4G. Du coup, le réseau 5G sera la couche de base pour des technologies avancées comme l'Internet des objets, la conduite autonome, la réalité virtuelle, etc. Mais alors, c’est quoi la 5G exactement, et quel est le fonctionnement 5G?
Contenus
C’est Quoi la 5G?
L'un des principaux aspects à considérer pour définir c’est quoi la 5G, est le fait que lorsque cette technologie sera pleinement opérationnelle, les connexions réseau filaires ne seront plus nécessaires. Les appareils comme la TVHD, les systèmes de sécurité, les appareils intelligents, les véhicules à commande automatique, etc, n'auront plus besoin de câbles pour véhiculer des communications ou d'autres types de services.
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Certes, cette connectivité est plus communément appelée réseau 5G, cependant, il n'est pas tout à fait correct de l'appeler ainsi. Les générations précédentes d'Internet ont eu différentes appellations.
Le réseau sans fil de cinquième génération est la dernière évolution de la technologie cellulaire. Il a été créé par les développeurs pour offrir une vitesse et une réactivité plus élevées pour le réseau sans fil. Si vous vous demandez ce que signifie le fait d’augmenter la vitesse d’Internet, pensez au téléchargement des fichiers, pas à une vitesse en Mo/s mais plutôt en dizaines de Go/s. C’est une totalement différent, n’est-ce pas? Le processus se ferait en moins d’une seconde pour les utilisations qui nécessitent une réactivité instantanée.
Pour mieux comprendre c’est quoi la 5G, et ce qu’elle apporte de plus, il faut savoir qu’elle ne fait pas qu'augmenter les vitesses et la capacité. Le réseau 5G offre de nombreuses fonctionnalités comme le découpage du réseau. Cette fonctionnalité permet au fournisseur de créer plusieurs réseaux virtuels au sein d'un système 5G. Le découpage du réseau offre de nombreuses possibilités à l’utilisateur. Avec l’Internet des objets et les voitures autonomes à l’horizon, il sera possible de distribuer plus précisément la connectivité réseau entre les différents appareils. Par exemple, les voitures autonomes auront besoin de beaucoup plus de réactivité que les appareils domestiques, et cela sera possible grâce au découpage du réseau.
Les Bases de la 5G
Certes, peu de gens connaissent c’est quoi la 5G, y compris la communauté des scientifiques, mais il existe un certain nombre de nouvelles technologies qui ont commencé à se développer en tant que bases de la 5G.
Les principales technologies qui composent le réseau 5G sont:
Les Ondes Millimétriques
Vous allez certainement penser que le réseau 5G et les ondes millimétriques peuvent être utilisés de la même manière, mais ce n’est pas vraiment le cas. N'étant qu'une partie de ce que la technologie 5G va utiliser, les ondes millimétriques combinées à des fréquences basses de bande “inférieures à 6 GHz” vont permettre de plus grandes vitesses de données, en plus d’un grand nombre d’autres avantages pour les clients.
Le terme ondes millimétriques fait référence à une certaine partie du spectre des fréquences radio qui se situe entre 24 GHz et 100 GHz. Ces deux fréquences ont un point commun: leur longueur d'onde est très courte. L'objectif de cette technologie est de profiter de l'écart inutilisé de la fréquence d'onde pour augmenter la quantité de bande passante disponible dans le réseau. Le problème avec les fréquences radio 4G est qu'elles sont très encombrées par de nombreux autres signaux, et donc les ondes millimétriques visent à résoudre ce problème. Les ondes millimétriques peuvent donc contribuer à ce qui est l'un des principaux objectifs du réseau 5G - une augmentation de la vitesse de transfert de données, et la distance du transfert devient un peu plus courte.
Pour clarifier le sujet des fréquences, sachez que les plus basses peuvent bénéficier de l'augmentation de la vitesse, alors que les hautes fréquences augmentent la distance mais offrent des transferts plus lents. La raison pour laquelle les scientifiques ont choisi la technologie des ondes millimétriques pour la 5G est qu'elle peut couvrir des zones plus petites et plus peuplées, ce qui sera un avantage majeur dans de nombreuses villes.
La Technologie Small Cell
L'autre technologie clé qui joue un rôle important dans la 5G est le Small Cell. Alors que l'infrastructure actuelle du réseau présente de nombreuses limites, la technologie 5G vise à nettement les améliorer. Ceci est réalisable à travers la technologie Small Cell. Il s'agit d'un système de transmission sans fil à faible puissance et à courte portée, ou stations qui couvrent une petite zone géographique. Il peut également couvrir des applications internes ou externes.
Les stations de base Small Cell sont capables de gérer de hauts débits de données pour les utilisateurs, cette technologie va jouer un rôle important pour fournir de façon efficace des applications téléphone 5G haut débit à large bande passante et à faible latence. Pour mieux comprendre le fonctionnement 5G et les Small Cells, explorons ensemble les trois parties de la technologie SC.
Femtocellules. Il s’agit d’une petite station mobile conçue qui fournit une large couverture aux applications d'entreprise et résidentielles. Son objectif est de résoudre le problème de la portée de l’opérateur mobile pour ceux qui ont une faible puissance de signal dans leur région.
Picocellules. C’est une petite station de base cellulaire, elle est utilisée pour couvrir une petite zone, comme les bureaux, les postes d’entrée ou d'autres endroits qui rassemblent des gens sous un même toit.
Microcellules. Par rapport aux femtocellules et picocellules, les microcellules peuvent prendre en charge un plus grand nombre d'utilisateurs. En raison de leur puissance de transmission élevée, elles peuvent couvrir les villes, les métros et les rendre “intelligents”.
MIMO Massif
La troisième partie qui permet de comprendre encore plus c’est quoi la 5G est une MIMO (entrées multiples-sorties multiples). C'est une technologie qui conclut les différentes couches, mais elle utilise également les mêmes fréquences radio pour transmettre différents signaux simultanément. Cela signifie qu'au niveau des stations de base, plusieurs antennes peuvent émettre des signaux, et plusieurs autres antennes peuvent les recevoir et les diviser simultanément.
Les réseaux MIMO standard ont tendance à utiliser entre deux et quatre antennes pour transmettre des données, et utilisent le même nombre pour les recevoir. Il faut également savoir que le MIMO massif peut supporter un plus grand nombre d'antennes qu'un MIMO simple. Par un nombre plus grand, je veux dire qu'au lieu de deux ou quatre, le MIMO massif peut augmenter le nombre d'antennes à des dizaines.
Au niveau des stations de base, les algorithmes MIMO massifs créent les meilleures routes de transmission possibles pour atteindre l’utilisateur. Elles utilisent la technologie de formation de faisceaux que je vais décrire plus loin, et MU-MIMO, qui étend la capacité totale de la station de base en permettant la communication avec plusieurs périphériques qui utilisent les mêmes ressources et en créant un côté périphérique virtuellement unifié.
Le Beamforming
Un autre concept qui aide à comprendre c’est quoi la 5G, le Beamforming (ou formation de faisceaux), c’est un autre élément crucial du processus. Il s’agit d’une technique sans fil qui utilise des technologies avancées d’antenne dans le téléphone 5G et les stations de base des réseaux pour focaliser un signal sans fil dans une direction définie, plutôt que de l’envoyer à travers une large zone. C’est un peu comme comparer une lampe de poche avec un pointeur laser. Alors que la lampe de poche éclaire une large zone de la pièce, la pointe laser vise un point spécifique, c’est pareil avec le Beamforming.
Avec un grand nombre d'éléments d'antenne dans le système, le Beamforming peut devenir une version 3D de l'émetteur de données. Le Beamforming 3D peut créer des faisceaux verticaux et horizontaux et les envoyer aux utilisateurs, ce qui entraîne une augmentation des débits de données et de la capacité de ses utilisateurs qui peuvent être situés à différents endroits.
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Full Duplex
Le cinquième concept et dernier concept qui permet de comprendre c’est quoi la 5G est une opération Full Duplex. Cette technologie permet de transmettre et de recevoir dans un seul canal de fréquence afin d'améliorer l'efficacité spectrale. Le principal défi auquel sont confrontés les scientifiques est la difficulté de trouver un moyen efficace pour atténuer la diminution des performances imposée par l'auto-interférence.
Le full-duplex est un ensemble de techniques comme la suppression passive, l'annulation analogique active et l'annulation numérique active.
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Les Utilisations du Réseau 5G
Certes, les coûts de l'infrastructure réseau de la 5G peuvent être énormes et les clients ont fait part de leur mépris envers l'augmentation des taxes, mais certaines technologies qu’on utilisera à l’avenir auront le réseau 5G comme base. Pour prouver la nécessité du réseau 5G, l'industrie des télécommunications devra montrer aux gens à quel point il est supérieur à la 4G.
Découvrons ensemble c’est quoi la 5G, et explorons le fonctionnement 5G à travers quelques exemples qui montrent à quel point la 5G sera essentielle à l’avenir.
- Voitures autonomes. A première vue, cette technologie ne semble pas être une excellente idée pour accroître la sécurité sur les routes, mais avoir une latence proche de zéro dans la transmission des données automobiles peut minimiser de nombreux dangers sur les routes. Le réseau 5G va jouer un rôle crucial à travers sa vitesse et sa connectivité.
- Réalité virtuelle et augmentée. La vitesse de transmission des données en réalité virtuelle ou augmentée va jouer un rôle important pour offrir un environnement sensoriel crédible pour l’utilisateur en temps réel. Ainsi, pour une meilleure expérience de réalité virtuelle et augmentée, il est nécessaire d’avoir une connexion pouvant envoyer des données jusqu'à 5 Go par seconde.
- Le Cloud computing. Aujourd'hui, l’Internet est plus qu'un simple endroit ou du contenu est conservé, c’est désormais un élément qui facilite la connectivité dans les réseaux à large échelle. La 5G permet aux services de cloud computing de se rapprocher beaucoup plus de l'utilisateur. C’est similaire à ce que fait Edge Computing - rapprocher les serveurs du client, minimisant ainsi les retards liés à la distance. Ce qui pourrait être un avantage dans la concurrence entre les services de télécommunication.
- L’Internet des objets. La prochaine révolution de l'ère numérique se fera en même temps que la connexion à faible latence du réseau 5G. Beaucoup d'éléments comme la cuisine, la sécurité, le nettoyage de maison et d'autres appareils prendront vie grâce au réseau de nouvelle génération. L’efficacité sera nettement supérieure. Ces applications de machine à machine ouvrent différentes possibilités, et permettront à des appareils de prendre le relais dans des industries comme la fabrication.
- Santé. Le principal objectif de toute révolution technologique est d’améliorer la vie des gens et leur santé. La connectivité à faible latence du réseau 5G va changer le traitement clinique tel que nous le connaissons. Les habitants des zones rurales n'auront plus besoin de déménager dans de plus grandes villes pour bénéficier de soins appropriés. La 5G permet d’obtenir des solutions et un soutien de médecins de partout dans le monde en temps réel.
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Récapitulatif - C’est Quoi la 5G?
En découvrant c’est quoi la 5G, vous saurez tout de suite que cette technologie apportera beaucoup aux utilisateurs. A chaque évolution et génération du réseau, de nouvelles possibilités sont apparues rendant notre quotidien plus efficace et plus pratique. Le réseau 5G est déjà disponible, mais sa mise en œuvre et son implémentation prendront un certain temps pour être disponibles partout dans le monde.
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