Cet article fait suite à celui que j'avais publié, le 08/11/2020, sous le titre "L'Internet à Très Haut Débit, grâce à la Fibre Optique (FO) et aux Câbles Sous-Marins (CSM)" et dont la conclusion était la suivante: "Partout où la Fibre Optique pourra être installée, elle représentera toujours la solution optimale. Dans les autres cas, son meilleur substitut sera la 5G !!!"
Cette 5G, nous n'en avons jamais autant entendu parler que durant ces trois derniers mois, et cela jusqu'au plus haut sommet de l'Etat. Les médias ont largement commenté la vente aux enchères, organisée par le Gouvernement entre le 29 septembre et 1er octobre 2020, qui a permis aux quatre opérateurs nationaux (Orange, Bouygues Télécom, Free et SFR) d'acquérir des bandes de fréquences supplémentaires (1).
Le 18 novembre 2020, jour où les opérateurs ont reçu les autorisations d'utilisation des fréquences concernées, restera comme la date officielle du démarrage de la 5G en France. 
L'objet du présent article est de décrire brièvement ce qu'est la 5G, d'en présenter les domaines d'application, de parler de son déploiement en France, sans oublier les craintes qu'elle semble susciter.
Ce qu'est la 5G
- Ultra Haut Débit
Le premier point fort de la 5G est la vitesse de téléchargement, qui est tout simplement du domaine de l'Ultra Haut Débit. Elle devrait permettre d'atteindre des vitesses de connexion à Internet jusqu'à 10 fois plus rapides que celles de la 4G, soit 10 Gbit/s (jusqu’à 20 Gbit/s dans certaines situations), des débits jamais atteints par l'Internet Mobile (3). Ainsi, la 5G est à la 4G ce que la FO (Fibre Optique) est à l'ADSL; exprimé autrement, elle rend la FO accessible au portable (on serait même tenté de dire qu'elle est une "Fibre Optique sans fil").
Dans un tel environnement, le téléchargement de la vidéo HD (5 Go) prise en exemple depuis le début, ne durerait que quelques secondes.
- Temps de Latence (ou Latence) très faible
Le deuxième point fort de la 5G est la latence (temps qui s'écoule entre le moment où un signal est envoyé et le moment où il est reçu), qui devient pratiquement inexistante. Elle serait en effet de l'ordre de 1 ms, soit 10 fois moins que celle de la 4G. Une telle réactivité (ou instantanéité) est sans doute une très grande caractéristique de la 5G.
Cette quasi-abolition du temps de latence, assimilable au temps réel, est un atout absolument crucial pour l'Industrie et la Médecine où des échanges constants et quasi-immédiats sont requis (commande de robots situés à des milliers de kilomètres, véhicules autonomes, opérations chirurgicales à distance).
- Densité ou "Ultra Connectivité"
Troisième point fort de la 5G : la densité de connexions par antenne ou capacité de couvrir un très grand nombre d'utilisateurs en simultané. Cette densité pourrait atteindre 1 000 000 de connexions au km2, permettant de donner accès à toutes les personnes et objets d'un building, parking sous-terrain, stades, centres commerciaux, etc.
L'ANF (Agence Nationale des Fréquences) estime que cela va "multiplier par 10 le nombre d'objets connectés au réseau simultanément". Une telle Ultra Connectivité sera fondamentale pour éviter l’engorgement des réseaux et surtout pour prendre en charge l'IdO (Internet des Objets) ou IoT (Internet of Things).
- Découpage des Réseaux ou "Network Slicing"
A partir d'une infrastructure physique commune (réseau 5G), il sera possible d'en faire une "découpe" en plusieurs réseaux virtuels ou tranches (slices) ou encore couches. Chaque tranche/couche sera affectée à une utilisation bien spécifique (cf. figure ci-dessous) et sera optimisée en fonction de la qualité de service demandée.
Cette optimisation se fera par l'attribution d'un jeu de paramètres DLD (Débit, Latence, Densité) approprié. On pourra ainsi doter les tranches concernées (Santé, Voitures Autonomes, Communications, etc.) de performances propres, toutes différentes les unes des autres (chaque tranche aura son propre paramétrage DLD), sans empiétement entre ces tranches et sans gaspillage de ressources.
--------
Les domaines d'application de la 5G
- L'Internet des Objets (IdO)
Un objet connecté est un objet physique "intelligent" (équipé de dispositifs électroniques de type capteurs ou puce) capable de communiquer, via un réseau sans fil (WiFi, Bluetooth, Téléphonie Mobile, etc.), avec un ensemble plus large (ordinateurs, tablettes, smartphones ou autres objets connectés). Il peut alors fournir deux types de services: collecte/transmission d'informations et déclenchement d'une action à distance.
On trouve déjà quantité de tels objets dans la vie de tous les jours: caméras connectées, thermostats connectés, climatiseurs connectés, prises électriques connectées, montres connectées, poubelles connectées, systèmes d’éclairage connectés, balances connectées, réfrigérateurs connectés, capteurs de sommeil connectés, compteurs Linky connectés, etc.
L’IdO (Internet des Objets) désigne tous les objets connectés (tels que définis ci-dessus) capables de communiquer entre eux et d'interagir, chacun étant doté d’une identité numérique unique (technologie RFID/Radio Frequency IDentification).
Un excellent exemple d'objet connecté est celui d'une "montre connectée" transmettant (connexion Bluetooth) les informations collectées (nombre de pas, rythme cardiaque, etc.) à l'application mère sur le smartphone associé. On peut également mentionner celui d'un smartphone permettant, à distance (connexion 4G), de visualiser et ajuster la température interne de son logement ("climatiseurs connectés").
Par la suite, on pourrait parfaitement envisager le scénario d'un pèse-personne (connecté) envoyant une information à un réfrigérateur (connecté), lequel serait à même, suite au déroulement d'un algorithme approprié, de passer directement une commande de réapprovisionnement à distance.
A horizon 2025, l'IdO devrait représenter 50 milliards d'objets connectés (certains d'entre eux distants de plusieurs centaines de kilomètres). Une telle technologie ne peut se concevoir que dans le respect rigoureux des quatre critères suivants: transmission sans fil, très haut débit, latence minimale et très forte densité (couverture efficace). Exactement ce à quoi répond la 5G !!!
- Industrie 4.0
La 5G marque le début d’une quatrième révolution industrielle, avec l'avènement de l'Industrie 4.0. Celle-ci sera ultra connectée, informatisée et numérisée, avec la prise en compte de nouvelles technologies, telles que notamment l'IdO et l'IA (Intelligence Artificielle). L'usine du futur, dite "usine intelligente", se caractérisera par une communication continue et instantanée entre les différents outils et postes de travail (autant d'objets connectés) intégrés dans les chaînes de production et d’approvisionnement (4).
Plus on aura de tels appareils connectés, plus on aura de données à traiter et plus on aura besoin de puissance pour traiter celles-ci (algorithmes divers). A ce titre, grâce à sa capacité de transmettre instantanément les informations collectées par des centaines de capteurs, sans câblage, la 5G permettra la surveillance, en temps réel, du bon fonctionnement des machines, ainsi que le pilotage à distance et la reconfiguration des lignes de production.
De plus, l'IA (Intelligence Artificielle), adossée à la 5G, permettra aux robots de prendre des décisions autonomes, basées sur le traitement "in situ" et en temps réel des données collectées. Ces robots pourront également échanger automatiquement des informations entre eux, toujours sans intervention humaine: une parfaite illustration du concept M2M (Machine-to-Machine) ou Communications entre Machines.
Pour Mick Levy, Directeur de l’Innovation Business chez Business & Decision, "Les formidables débits et surtout le ‘zéro latence’ de la 5G, rendent possible la généralisation des applications d’IA (Intelligence Artificielle) en milieu industriel. Le trio 5G/IdO/IA n’a pas fini de faire parler de lui, car il va transformer et apporter une valeur énorme à tout le secteur industriel !".
Ce trio gagnant 5G/IdO/IA va effectivement modifier la manière dont les usines sont construites et bouleverser les processus de fabrication, à grands renforts de robots et de capteurs.
- Médecine 2.0 (Télémédecine ou e-Santé)
La pandémie en cours (Covid-19) a cruellement mis en relief les problèmes auxquels les autorités sanitaires sont confrontées: manque de médecins généralistes dans les zones rurales (déserts médicaux), vieillissement de la population, augmentation des maladies chroniques, recours systématique aux Urgences, nombre insuffisant de lits dans les hôpitaux, etc.
D'où la prise de conscience, au niveau de la plupart des pays, de l'urgence à déployer une Médecine 2.0 très orientée Télémédecine ou encore e-Santé, donnant les moyens aux professionnels de la Santé d'évaluer, de diagnostiquer et de traiter à distance les patients.
Le trio 5G/IdO/IA tient un rôle fondamental dans la conception de solutions de Télémédecine. En effet:
Il faut tout d'abord pouvoir disposer d'un réseau extrêmement fiable et performant, pour échanger des informations de façon instantanée entre le patient et son médecin (imaginons également le cas d'un robot manipulé à distance par un chirurgien). Cet aspect sera pris en charge par la 5G, avec échange de contenu (images, vidéos) en très haute définition.
Les informations requises par le praticien sont fournies par toute sorte d'objets connectés (type capteurs) aux fonctions bien spécifiques: tension, photographies précises, poids, rythme cardiaque, scanner, IRM, etc. Là, nous sommes dans le domaine de l'IdO. Certains de ces objets connectés devraient même permettre d’accélérer le diagnostic et la prise en charge du patient depuis l’ambulance même, les premiers secours pouvant transmettre en temps réel les images et les premiers examens médicaux au personnel soignant de l’hôpital (5). L’utilisation des objets connectés pourrait également être envisagée pour accélérer le retour au domicile après une hospitalisation. Grâce à ces dispositifs, les patients seraient capables de suivre leurs propres données de santé. Il en irait de même pour le suivi médical à distance, de personnes âgées ou en incapacité de se déplacer.
Dès réception, ces différentes informations seront traitées par des applications spécialisées, s'appuyant sur toute sorte d'algorithmes d'analyse et de visualisation de données (avec possibilité de Télé-Expertise). Là, nous sommes dans le domaine de l'IA.
La mise en application de tout cela, adossé à des techniques de Réalité Augmentée (6), a permis d'obtenir des résultats spectaculaires dans le domaine de la Télé-Chirurgie. En clair, c'est la possibilité pour des chirurgiens d’opérer des patients à distance (dans le monde entier) grâce à des "bras automatisés" connectés (7).
Une telle intervention de Télé-Chirurgie a eu lieu en Chine, en avril 2019. Pas moins de 3 000 kilomètres séparaient le chirurgien de son patient. Celui-ci, atteint de la maladie de Parkinson, devait se faire implanter un neurostimulateur. D’une durée de 3 heures, l’opération a été un vrai succès. Il s'agit là d'un magnifique exemple d’application de la 5G dans le domaine de la Médecine (cf. vidéo ci-dessous).
La Médecine 2.0 représente donc une véritable révolution dans le secteur de la Santé et la 5G devrait permettre de réduire la "fracture médicale" (entre ville et campagne), avec l'espoir pour tous d'accéder aux meilleurs services de Santé possibles (cf. vidéo ci-dessous).
- Véhicules Autonomes (VA)
Il existe déjà, dans la ville de Phoenix (Arizona), un service de "Robot-Taxis" constitué de voitures autonomes, c'est-à-dire équipées d'un système de pilotage automatique leur permettant de se déplacer, sans intervention humaine, dans des conditions de circulation réelles. Ce marché des Véhicules Autonomes (VA), selon le Boston Consulting Group, est appelé à connaître un très bel essor, à la fois aux Etats-Unis (4 % des véhicules vendus en 2025 et 8 % en 2030) et en Europe (entre 7 et 14 % des véhicules vendus en 2030).
Mais comment, techniquement, tout cela est-il possible? Simplement grâce au trio 5G/IdO/IA que l'on retrouve à la base du déploiement d'une flotte de Véhicules Autonomes (VA).
De fait, ces VA (véhicules autonomes) sont de véritables objets connectés intelligents, dotés de capteurs (caméras, radars, sonars, lidars) et capables d'interagir avec toute sorte d’autres objets intelligents (véhicules, routes, feux de signalisation, panneaux routiers, garages, etc.)
Les données collectées sont traitées par des logiciels dédiés, reconstituant la situation routière 3D par reconnaissance de formes (voies, véhicules, obstacles, panneaux, limites de chaussées) et utilisant des algorithmes (IA) pour décider d'actions à réaliser sur les commandes du véhicule. Celles-ci sont réalisées par servocommandes sur le volant (la direction), la vitesse (accélération/freinage) et diverses interfaces notamment avec le conducteur du véhicule et ceux des conducteurs des autres véhicules (signaux lumineux).
Grâce à la technologie V2V (Vehicule-to-Vehicule) ou Communications entre Véhicules, les VA pourront échanger entre eux des informations de type vitesse, position, direction, aléas rencontrés sur la route, etc.
De plus, grâce à une meilleure connaissance de leur environnement, les voitures pourront agir d’elles-mêmes, prévenir leurs homologues d'éventuels aléas de la circulation et échanger avec ceux-ci quasi instantanément des informations diverses (position, vitesse, direction).
Voilà qui explique qu'un VA puisse évaluer une situation, détecter la présence d’un piéton, déterminer la distance à laquelle se trouve un autre VA, connaître la vitesse limite autorisée, adapter sa vitesse pour éviter les feux rouges et permettre un trafic fluide, etc.
Naturellement, tout cela exige d'être en mesure de transférer les diverses informations à la plus grande vitesse possible et en toute sécurité, ainsi qu'avec une réactivité minimum. C'est exactement ce que permet la 5G avec ses qualités DLD (Débit, Latence, Densité) évoquées plus haut.
Selon la Commission Européenne, l’erreur humaine serait la cause de plus de 90 % des accidents de la route. D'où la volonté affirmée d'accélérer le déploiement de "Solutions VA" (un véhicule sans conducteur respectera toujours mieux le Code de la Route et réagira toujours plus vite que l’être humain), en l'appliquant si possible à l'ensemble des Transports (Route, Fer, Air, Mer).
- Un Internet fixe plus rapide
- Il suffit de brancher cette Box sur une prise secteur, de l'allumer et d'y connecter ce qui doit l'être, soit en Filaire via cable Ethernet (connecteurs RJ45), soit en WiFi.
Aux Etats-Unis, les opérateurs Verizon et AT&T commercialisent déjà de telles offres (dites Fixed Wireless Access 5G). Selon la distance par rapport à l'Antenne 5G la plus proche, le débit escompté peut varier entre 300 Mbit/s et 1 Gbit/s. On peut donc penser que les différents FAI (Fournisseurs d'Accès à Internet) ne manqueront pas d'ajouter une telle offre (Box 5G) à leur catalogue, car il s'agit d'une excellente solution pour palier l'absence de connexion à la FO (Fibre Optique).
--------
Le déploiement de la 5G
- Partout où cela est possible, c'est la solution ANTENNE qui sera retenue. A ce sujet, là où la 4G/4G+ est déjà déployée, les antennes en place seront réutilisées pour la 5G.
- Dans les zones peu denses (faible densité de population) ou isolées (accès relativement difficile), c'est la solution RTS (Réseaux de Télécommunications Satellitaires) qui sera adoptée.
- 2020 : Annonce des opérateurs candidats / Attributions des fréquences (octobre) / Publication des autorisations d’exploitation de la 5G (18 novembre) / Premiers déploiements de réseaux (novembre-décembre) / Ouverture commerciale des premiers Services 5G (novembre-décembre).
- 2021 : Proposition de la 5G dans plusieurs villes françaises (l’objectif de villes couvertes pour fin 2020 ayant été levé, du fait des modifications de calendrier dues à la pandémie en cours).
- 2022 : Obligation pour chaque opérateur de déployer 3 000 Sites 5G.
- 2023 : Couverture 5G des Sites Olympiques (JO 2024 de Paris)
- 2024 : Obligation pour chaque opérateur de déployer 8 000 nouveaux sites 5G (dont la moitié en zones peu denses).
- 2025 : Couverture des grands centres urbains et des axes de type autoroutier (16 642 km) / Accès à la 5G rendu possible pour les deux tiers de la population / Obligation pour chaque opérateur de déployer 10 500 nouveaux sites 5G (dont 2 625 en zones peu denses).
- 2027 : Couverture des routes principales (54 913 km).
- 2030 : Finalisation à 100 % du déploiement de la 5G.
--------
Les inquiétudes/réticences face à la 5G
- Craintes concernant la Santé
Effectivement, dans sa déclaration nº 208 en date du 31 mai 2011, l'OMS (Organisation Mondiale de la Santé) a classé les champs électromagnétiques de radiofréquences "comme peut‐être cancérogènes pour l’homme (Groupe 2B), sur la base d’un risque accru de gliome, un type de cancer malin du cerveau, associé à l’utilisation du téléphone sans fil". En réalité, la recherche n'a toujours pas pu établir de lien de cause à effet.
Dans le contexte de la pandémie actuelle (COVID-19), certains groupes politiques ont développé des théories du complot établissant des liens inexistants entre la 5G et la propagation du virus. Devant l'émotion suscitée, l'OMS a dû faire un communiqué officiel précisant qu’une telle propagation était impossible, vu que les virus ne circulent pas sur les ondes "radio" (ni donc sur les réseaux de Téléphonie Mobile).
En France, différentes études en cours continuent d'exclure un quelconque danger de la 5G sur la Santé.
- Craintes concernant le Réchauffement Climatique
On constate en effet que l'Industrie Numérique dépend d’infrastructures lourdes (serveurs, câbles sous-marins, centres de données, antennes, satellites, ordinateurs, tablettes, smartphones, etc.) produites à partir de dizaines de minerais différents. L’extraction et les procédés chimiques d’exploitation de ces minerais participent à la destruction d'écosystèmes entiers, sur l’ensemble du globe et notamment sur les continents asiatique, africain et latino-américain (7).
Par ailleurs l’implantation de milliers d’antennes nouvelles, dans le cadre du déploiement de la 5G, combinée au renouvellement progressif de milliards de smartphones, représente un risque potentiel d'épuisement des fameuses Terres Rares (minerais stratégiques pour la Révolution Numérique).
D'où l'inévitable question : Un monde ultra connecté est-il compatible avec des objectifs climatiques ambitieux ? Vaste débat ...
- Craintes concernant la Géopolitique
C'est de loin le point le plus sensible. En effet, le bouleversement technologique induit par la 5G se traduit inévitablement par un certain nombre de tensions géopolitiques. Pour Stéphane Dubreuil, Expert en Télécommunications: "Celui qui contrôle la 5G, contrôle potentiellement le monde".
Or il se trouve que pour la première fois, dans un domaine aussi stratégique, c'est la Chine (et non pas les Etats-Unis) qui est technologiquement la plus avancée. Dans les laboratoires du géant Huawei, dont on entend beaucoup parler, pas moins de 50 000 chercheurs travaillent sur la Technologie 5G. Toujours selon Stéphane Dubreuil: "C'est la plus grosse force de frappe mondiale sur la 5G actuellement (...) Pour la première fois dans la suprématie des technologies, les Chinois sont en train de s'imposer comme étant les leaders. D'où la réaction des Américains !!!".
C'est là en effet qu'intervient un autre aspect: l'espionnage. Bien que les Américains aient toujours utiliser ce prétexte pour protéger leur industrie, ils redoutent de fait une gigantesque opération d’espionnage planétaire de la part de leur concurrent chinois. Voilà pourquoi ils s'opposent si violemment au déploiement sur leur territoire (ainsi que chez leurs alliés) de la Solution 5G Huawei, bien que celle-ci soit (actuellement) de loin la plus performante et la moins chère du marché.
Imaginons en effet qu'une telle solution soit choisie pour déployer la 5G sur l'ensemble du territoire américain et que, un beau jour, suite à un ordre venu de quelque part, toute la flotte des F35 de l'US Air Force se trouve soudainement clouée au sol !!! Mieux vaut ne pas y penser ...
Donc, affaire à suivre ... notamment dans le cadre du prochain changement de locataire à la Maison Blanche (20 janvier 2021) !!!
Sources | |
La | |
La 5G : A quoi ça sert et pour quoi faire ? | |
La 5G expliquée par Cédric O (Secrétaire d'Etat au Numérique) | |
L'IdO (Internet des Objets) : Les Applications des Objets Connectés d’aujourd’hui et de demain | |
L'IA (Intelligence Artificielle) : Tout comprendre | |
La 5G au service du secteur de la Santé de demain | |
La 5G ou le Climat ? La Belgique à l'heure des choix | |
La 5G : Nouvel outil stratégique sur la scène géopolitique | |
Comprendre la guerre de la 5G | |
Qui a peur de Huawei ? | |
----------------------------------------
Unité | Notation | Valeur en bit/s (bps) | |
Kilobit par sec | Kbit/s | 103 bit/s | 1 000 bit/s ou 1 000 bps |
Mégabit par sec | Mbit/s | 106 bit/s | 1 000 Kbps = 1 million de bps |
Gigabit par sec | Gbit/s | 109 bit/s | 1 000 Mbps = 1 milliard de bps |
Térabit par sec | Tbit/s | 1012 bit/s | 1 000 Gbps = 1 000 milliards de bps |
Pétabit par sec | Pbit/s | 1015 bit/s | 1 000 Tbps = 1 million de milliards de bps |