lundi, octobre 19, 2020

Qu’est-ce que le 5G ? Le réseau de la prochaine génération a expliqué

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Cela fait près d’une décennie qu’elle est en gestation, mais la 5G devient enfin une réalité. Les opérateurs ont commencé à déployer la 5G fixe dans certaines villes il y a quelques années, et la 5G mobile a déjà fait son apparition dans des villes de tout le pays, avec un déploiement beaucoup plus complet prévu dans les prochaines années.

Pourtant, il peut sembler qu’il y ait plus de questions sur la 5G qu’il n’y a de réponses. Certains se demandent où la 5G est disponible, et si elle sera un jour disponible dans leur ville ; d’autres sont plus intéressés par le smartphone 5G qu’ils devraient acheter (voici quelques idées). Et bien sûr, il y a le débat sur l’opérateur qui aura le meilleur service 5G.

Vous avez des questions, nous avons des réponses. Voici tout ce que vous devez savoir sur la 5G.

Voir aussi : Les dernières nouvelles de la 5G

Qu’est-ce que le 5G ?

Avant d’expliquer le fonctionnement de la 5G, il est probablement bon d’expliquer ce qu’est la 5G. Il y a beaucoup de détails, dont nous parlerons plus loin dans ce post, mais voici un rapide aperçu.

La 5G est la prochaine génération de haut débit mobile qui remplacera à terme, ou du moins augmentera, votre connexion LTE 4G. Avec la 5G, vous bénéficierez de vitesses de téléchargement en amont et en aval exponentiellement plus élevées. La latence, c’est-à-dire le temps nécessaire aux appareils pour communiquer avec les réseaux sans fil, diminuera également de manière drastique.

Comment fonctionne la 5G ?

Maintenant que nous savons ce qu’est la 5G, c’est une bonne idée de comprendre comment elle fonctionne, car elle est différente de la 4G LTE traditionnelle. Tout d’abord, parlons du spectre.

Spectre

GSMA / UIT

Contrairement à la LTE, la 5G fonctionne sur trois bandes de fréquences différentes. Bien que cela ne semble pas important, cela aura un effet dramatique sur votre utilisation quotidienne.

Le spectre à basse bande peut également être décrit comme un spectre inférieur à 1 GHz. C’est la principale bande utilisée par les opérateurs aux États-Unis pour le LTE, et la largeur de bande est presque épuisée. Bien que le spectre à bande basse offre une grande zone de couverture et une grande pénétration des murs, il présente un gros inconvénient : Les débits de données de pointe atteindront environ 100 Mbps.

T-Mobile est l’acteur clé en matière de spectre à basse bande. L’opérateur a obtenu une quantité massive de spectre de 600 MHz lors d’une vente aux enchères de la Commission fédérale des communications (FCC) en 2017 et l’utilise pour construire rapidement son réseau 5G à l’échelle nationale.

Le spectre à bande moyenne offre des vitesses plus rapides et une latence plus faible que la bande basse. Cependant, il ne pénètre pas dans les bâtiments aussi efficacement que le spectre en bande basse. Attendez-vous à des vitesses de pointe allant jusqu’à 1 Gbps sur le spectre de la bande moyenne.

Sprint dispose de la majorité du spectre inutilisé de la bande moyenne aux États-Unis. L’opérateur utilise le MIMO massif pour améliorer la pénétration et la zone de couverture sur la bande moyenne. Le MIMO massif regroupe plusieurs antennes sur un seul boîtier, et sur une seule tour cellulaire, pour créer plusieurs faisceaux simultanés vers différents utilisateurs. Sprint utilisera également le Beamforming pour renforcer le service 5G sur la bande moyenne. Cela permet d’envoyer un seul signal focalisé à chaque utilisateur de la cellule, et les systèmes qui l’utilisent pour surveiller chaque utilisateur afin de s’assurer qu’il dispose d’un signal cohérent.

Le spectre à haute bande est ce qui offre les meilleures performances pour la 5G, mais avec des faiblesses majeures. Il est souvent appelé mmWave. Le spectre à haute bande peut offrir des vitesses de pointe allant jusqu’à 10 Gbps et a une latence extrêmement faible. Le principal inconvénient de la bande haute est qu’elle a une faible zone de couverture et que la pénétration des bâtiments est faible. Cela signifie que pour créer un réseau à haute bande efficace, vous aurez besoin d’une tonne de cellules.

AT&T, T-Mobile et Verizon déploient tous un spectre à haute bande. La couverture 5G pour les opérateurs s’appuiera sur la LTE pendant qu’ils travaillent à la mise en place de réseaux nationaux. Comme le spectre à haut débit sacrifie la construction d’une zone de pénétration et de couverture au profit du haut débit, il reposera sur de nombreuses petites cellules. Il s’agit de stations de base de faible puissance qui couvrent de petites zones géographiques et qui peuvent être combinées avec la formation de faisceaux pour renforcer la couverture.

Quelle est la vitesse du 5G ?

L’Union internationale des télécommunications (UIT) est une institution spécialisée des Nations unies qui élabore des normes techniques pour les technologies de communication et qui fixe les règles d’utilisation du spectre radioélectrique et d’interopérabilité des télécommunications. En 2012, l’UIT a créé un programme appelé “IMT pour 2020 et au-delà” (IMT-2020) pour rechercher et établir des exigences minimales pour la 5G. Après des années de travail, l’agence a créé un projet de rapport avec 13 exigences minimales pour la 5G en 2017.

Une fois que l’UIT a fixé les exigences minimales pour la 5G, le projet de partenariat de troisième génération (3GPP), une collaboration d’organismes de normalisation des télécommunications, a commencé à travailler à la création de normes pour la 5G. En décembre 2017, le 3GPP a achevé ses spécifications non autonomes (NSA), et en juin 2018, il a poursuivi avec ses spécifications autonomes (SA).

Les normes de la NSA et de la SA partagent les mêmes spécifications, mais la NSA utilise les réseaux LTE existants pour le déploiement tandis que la SA utilisera un réseau central de prochaine génération. Les transporteurs commencent avec la spécification de la NSA, ce qui signifie que vous vous rabattrez sur le LTE 4G dans un environnement non-5G.

Les normes fixées par le 3GPP correspondent étroitement aux objectifs de performance de l’IMT-2020 et sont quelque peu complexes, mais voici un aperçu général :

  • Débit de données de pointe : La 5G offrira des débits de données nettement plus élevés. Les débits de données de pointe peuvent atteindre 20 Gbps en liaison descendante et 10 Gbps en liaison montante par station de base mobile. Ce n’est pas la vitesse que vous obtiendrez avec la 5G (sauf si vous disposez d’une connexion dédiée), mais la vitesse partagée par tous les utilisateurs sur la cellule.
  • Les vitesses du monde réel : Si les débits de pointe de la 5G semblent assez impressionnants, les vitesses réelles ne seront pas les mêmes. Les spécifications prévoient des vitesses de téléchargement de 100 Mbps en aval et de 50 Mbps en amont.
  • Latence : La latence, le temps nécessaire aux données pour se déplacer d’un point à un autre, devrait être de 4 millisecondes dans des circonstances idéales, et de 1 milliseconde pour les cas d’utilisation qui exigent la plus grande rapidité. Pensez aux chirurgies à distance, par exemple.
  • L’efficacité : Les interfaces radio doivent être efficaces sur le plan énergétique lorsqu’elles sont utilisées et passer en mode basse consommation lorsqu’elles ne sont pas utilisées. Idéalement, une radio devrait pouvoir passer en mode basse consommation dans un délai de 10 millisecondes lorsqu’elle n’est plus utilisée.
  • Efficacité spectrale : L’efficacité spectrale est “l’utilisation optimisée du spectre ou de la bande passante afin que le maximum de données puisse être transmis avec le moins d’erreurs de transmission possible”. La 5G devrait avoir une efficacité spectrale légèrement améliorée par rapport à la LTE, en arrivant à 30 bits/Hz en liaison descendante, et 15 bits/Hz en liaison montante.
  • La mobilité : Avec la 5G, les stations de base devraient permettre des déplacements de 0 à 310 mph. Cela signifie que la station de base devrait fonctionner sur toute une gamme de mouvements d’antenne, même dans un train à grande vitesse. Si cela est facile à réaliser sur les réseaux LTE, une telle mobilité peut représenter un défi sur les nouveaux réseaux à ondes millimétriques.
  • Densité de connexion : la 5G devrait pouvoir supporter beaucoup plus d’appareils connectés que la LTE. La norme stipule que la 5G devrait pouvoir prendre en charge un million de dispositifs connectés par kilomètre carré. C’est un chiffre énorme, qui tient compte de la multitude d’appareils qui alimenteront l’Internet des objets (IoT).

Que peut faire la 5G ?

Améliorer le haut débit

Le passage à la 5G va sans aucun doute changer notre façon d’interagir avec la technologie au quotidien, mais c’est aussi une nécessité absolue si nous voulons continuer à utiliser le haut débit mobile.

Les transporteurs sont à court de capacité LTE dans de nombreuses grandes zones métropolitaines. Dans certaines villes, les utilisateurs connaissent déjà des ralentissements aux heures de pointe. La 5G ajoute d’énormes quantités de spectre dans des bandes qui n’ont pas été utilisées pour le trafic commercial à large bande.

Véhicules autonomes

Attendez-vous à voir les véhicules autonomes augmenter au même rythme que le déploiement de la 5G aux États-Unis. À l’avenir, votre véhicule communiquera avec les autres véhicules sur la route, fournira des informations aux autres voitures sur l’état des routes et offrira des informations sur les performances aux conducteurs et aux constructeurs automobiles. Si une voiture freine rapidement devant vous, la vôtre peut en être informée immédiatement et freiner aussi de manière préventive, ce qui permet d’éviter une collision. Ce type de communication de véhicule à véhicule pourrait à terme sauver des milliers de vies.

Sécurité publique et infrastructures

5G permettra aux villes et autres municipalités de fonctionner plus efficacement. Les entreprises de services publics pourront facilement suivre l’utilisation à distance, des capteurs pourront avertir les services de travaux publics lorsque les canalisations sont inondées ou que les lampadaires s’éteignent, et les municipalités pourront installer rapidement et à peu de frais des caméras de surveillance.

Contrôle des appareils à distance

Comme la 5G a une latence remarquablement faible, la commande à distance de machines lourdes deviendra une réalité. Si l’objectif premier est de réduire les risques dans les environnements dangereux, il permettra également à des techniciens spécialisés de contrôler des machines depuis n’importe quel endroit du monde.

Soins de santé

Le composant de communication à faible latence ultra fiable (URLLC) de la 5G pourrait changer fondamentalement les soins de santé. Étant donné que l’URLLC réduit la latence de la 5G encore plus que ce que vous verrez avec le haut débit mobile amélioré, un monde de nouvelles possibilités s’ouvre à vous. Attendez-vous à voir des améliorations dans les domaines de la télémédecine, de la récupération à distance et de la physiothérapie par AR, de la chirurgie de précision et même de la chirurgie à distance dans les années à venir.

Vous vous souvenez des communications massives de type machine ? Le mMTC jouera également un rôle clé dans les soins de santé. Les hôpitaux peuvent créer d’énormes réseaux de capteurs pour surveiller les patients, les médecins peuvent prescrire des pilules intelligentes pour suivre le respect des prescriptions, et les assureurs peuvent même surveiller les abonnés pour déterminer les traitements et les processus appropriés.

IoT

L’un des aspects les plus passionnants et les plus cruciaux de la 5G est son effet sur l’Internet des objets. Bien que nous disposions actuellement de capteurs capables de communiquer entre eux, ils ont tendance à nécessiter beaucoup de ressources et à épuiser rapidement la capacité de données LTE.

Avec des vitesses de 5G et de faibles latences, l’IdO sera alimenté par les communications entre les capteurs et les dispositifs intelligents (voici encore mMTC). Par rapport aux dispositifs intelligents actuellement sur le marché, les dispositifs mMTC nécessiteront moins de ressources, car un grand nombre de ces dispositifs peuvent se connecter à une seule station de base, ce qui les rend beaucoup plus efficaces.

Où se trouve la 5G maintenant ?

Alors, quand devriez-vous vous attendre à voir la 5G dans votre quartier ? Cela dépend du quartier dans lequel vous vivez. Certains quartiers disposent déjà d’un accès à la 5G, ce qui signifie que tout ce dont vous avez besoin pour profiter des vitesses fulgurantes est un smartphone compatible avec la 5G. Tous les grands opérateurs américains travaillent d’arrache-pied pour mettre en place des réseaux 5G, mais le déploiement dans tout le pays prendra néanmoins plusieurs années. Si vous souhaitez savoir si votre ville a accès à la 5G, consultez ce guide.

Où la 5G est-elle disponible ? Notre carte du réseau 5G contient les détails suivants

Le 5G n’est peut-être pas encore largement disponible, mais il est en train de se faire. Voici où vous pouvez trouver la 5G aux États-Unis.

Il convient également de noter que chaque transporteur a une stratégie de déploiement 5G différente. Cela signifie que votre expérience de la 5G peut varier considérablement en fonction de votre transporteur. Voici tous les détails dont nous disposons actuellement concernant les plans de déploiement de chaque transporteur.

Verizon

Verizon

Dans sa quête pour être le premier transporteur à fournir de la 5G, Verizon a commencé à offrir de la 5G fixe pré-standard dans les foyers en octobre 2018. Le service fixe 5G de Verizon est actuellement disponible dans certaines parties de Houston, Indianapolis, Los Angeles et Sacramento, en Californie. Depuis lors, Verizon a également commencé à déployer son offre de téléphonie mobile 5G et, jusqu’à présent, a introduit la téléphonie mobile 5G dans des dizaines de villes du pays, dont New York, Los Angeles et bien d’autres.

Verizon déploie le 5G sur un spectre de fréquences plus élevées appelé mmWave (28-39GHz). Cela signifie que si la 5G de Verizon offrira des vitesses fulgurantes lorsqu’elle sera disponible, elle se servira de son spectre LTE pour les années à venir.

En ce qui concerne le matériel, Verizon dispose déjà de quelques appareils. Le premier est le Samsung Galaxy S20, mais l’opérateur prend également en charge le Samsung Galaxy Note 10+ 5G et le LG V60 ThinQ. Sans oublier le hot spot Inseego Mi-Fi 5G, doté d’une puce Qualcomm Snapdragon 855. La plupart des nouveaux téléphones phares devraient à l’avenir être compatibles avec la technologie 5G.

Suivez le déploiement de la 5G de Verizon

AT&T

AT&T a officiellement remporté la course pour être le premier transporteur à déployer un véritable service 5G. En décembre 2018, le transporteur a commencé à proposer la 5G dans certaines parties de 9 villes du pays. En 2019, le transporteur a étendu ce service à encore plus de villes, et ce jusqu’en 2020.

À l’époque, alors que le déploiement de la 5G d’AT&T était assez complet, il était limité aux clients professionnels. Heureusement, les choses ont changé et la 5G mobile est désormais disponible pour les clients de plusieurs villes, comme Los Angeles, San Jose et bien d’autres encore.

Comme Verizon, AT&T déploie son 5G mobile sur le spectre des ondes millimétriques. Dans un entretien avec Urgent Communications, Dave Wolter, vice-président adjoint de la technologie et de la stratégie radio chez AT&T Labs, a donné un aperçu de ce à quoi vous devez vous attendre avec le service 5G de l’opérateur au départ. “Si vous vous trouvez dans un environnement urbain, où vous serez pratiquement en ligne de mire jusqu’à ce que vous fassiez un détour, c’est une chose… Si vous avez une rue bordée d’arbres, ce sera un environnement différent. Si vous êtes dans un environnement fortement boisé, ce sera difficile. Toutes ces choses vont avoir un impact sur le type de portée que nous pouvons prévoir”.

Il y a quelques téléphones compatibles 5G sur AT&T. Par exemple, l’opérateur prend en charge le Samsung Galaxy S20, ainsi que le Samsung Galaxy Note 10+ 5G.

Le Samsung Galaxy S20 est également disponible chez AT&T, mais pour l’instant, il n’est intéressant que pour les entreprises. Le Netgear Nighthawk 5G Mobile Hotspot a également été annoncé par l’opérateur au début de l’année.

Suivez le déploiement de la 5G d’AT&T

T-Mobile

L’entreprise américaine Un-Carrier a adopté une approche plus mesurée. Au lieu de faire la course pour être le premier à partir, T-Mobile veut fournir un service plus fiable avec une plus grande zone de couverture. Début 2018, T-Mobile a annoncé qu’elle construisait son réseau 5G dans 30 villes. À la mi-2019, la société a annoncé que la 5G mobile est disponible dans six villes, dont certaines parties d’Atlanta, Cleveland, Dallas, Las Vegas, Los Angeles et New York. Le réseau T-Mobile 5G devrait être disponible dans 30 villes à la fin de l’année 2019. Puis, avant 2020, la société a mis en service son réseau 5G national complet, qui repose actuellement sur des fréquences à faible bande.

L’opérateur propose également le Samsung Galaxy S20 pour ceux qui vivent dans des zones à 5G et qui souhaitent profiter des nouvelles vitesses.

T-Mobile a adopté une approche légèrement différente pour le déploiement de sa 5G. En décembre, l’opérateur a lancé un réseau 5G à l’échelle nationale qui repose sur un spectre à faible bande. Comme le réseau utilise le spectre à faible bande, il ne sera pas nécessairement beaucoup plus rapide que le LTE, mais il pourrait offrir une légère augmentation de la vitesse. T-Mobile utilise également la technologie mmWave, qui comprend 39 GHz dans certaines villes et plus de 28 GHz en bande moyenne dans d’autres régions. T-Mobile utilise également 600MHz pour une connexion plus fiable et plus stable. Le Samsung Galaxy Note 10 5G a été le premier appareil à prendre en charge ce spectre de 600MHz. D’autres appareils ont été lancés depuis, comme le Samsung Galaxy S20.

Pour la 5G fixe, il semble que T-Mobile veuille faire de sérieuses vagues. Dans une déclaration soumise à la FCC, T-Mobile a déclaré qu’elle prévoit plus de 1,9 million de clients à domicile pour le haut débit sans fil d’ici 2021. D’ici 2024, l’opérateur veut fournir la 5G fixe à plus de la moitié des codes postaux aux États-Unis, et être le quatrième fournisseur d’accès Internet à domicile du pays.

Depuis que le PDG de T-Mobile, John Legere, a publiquement fustigé AT&T et Verizon pour le lancement de sa 5G avec des hotspots mobiles, il y a fort à parier que l’opérateur ne prévoit pas de sortir son propre hot spot, du moins pas avant un certain temps. Au lieu de cela, T-Mobile propose le Samsung Galaxy S10 5G à ses clients.

Suivez le déploiement de la 5G de T-Mobile

Sprint

Sprint n’était pas en course pour être le premier à se déployer, mais il a finalement commencé à déployer sa technologie 5G. L’opérateur a annoncé que la 5G mobile est disponible à Chicago, Atlanta, Houston, Dallas et Kansas City, Missouri, ainsi qu’à New York, Phoenix, Los Angeles et Washington D.C. D’autres marchés devraient s’y ajouter à l’avenir.

Dans un premier temps, Sprint lancera son réseau 5G sur son vaste spectre de bande moyenne (2,5 GHz). C’est le même spectre que celui utilisé par la compagnie pour son réseau de données 4G, et elle prévoit d’utiliser des équipements MIMO massifs de 128 radios sur ses tours pour créer une séparation 4G/5G. Comme Sprint est l’un des rares opérateurs à disposer de beaucoup de spectre supplémentaire de 2,5 GHz, elle peut utiliser l’excédent de la bande médiane pour déployer un service 5G rapidement et à un coût relativement peu élevé dans les grandes villes.

En ce qui concerne le matériel, Sprint propose quelques appareils. Pour commencer, Sprint propose le Samsung Galaxy S20, ainsi que le LG V50 ThinQ. Sprint a également annoncé un Mobile Smart Hub 5G avec HTC, et l’opérateur supporte également le Samsung Galaxy S10 5G.

À terme, le déploiement de la 5G de Sprint deviendra celui de T-Mobile. Les deux sociétés ne font plus qu’une, mais elles continuent à opérer séparément.

Suivez le déploiement de la 5G de Sprint

Fusion de T-Mobile et Sprint

T-Mobile et Sprint ne forment plus officiellement qu’une seule société, mais les effets de la fusion pourraient prendre au moins quelques mois, voire des années, pour se faire sentir. Les deux sociétés affirment depuis longtemps que la fusion serait bénéfique pour l’économie et le pays, notamment en ce qui concerne la création d’un solide réseau 5G.

Si la largeur de bande combinée des deux sociétés permettra presque certainement un déploiement plus rapide et plus fiable de la 5G à l’échelle nationale, il y a néanmoins quelques problèmes. Tout d’abord, le marché américain des opérateurs, déjà anémique, offre désormais moins d’options. Et cela signifie moins de concurrence, tant pour les consommateurs que pour les opérateurs de réseaux virtuels mobiles (MVNO).

Quels sont les téléphones 5G disponibles, et devez-vous en acheter un ?

Même si la 5G va sans aucun doute changer la façon dont nous interagissons les uns avec les autres et consommons les médias, le changement ne se fera pas du jour au lendemain. Il faudra quelques années avant que la 5G ne soit opérationnelle dans tous les États-Unis. C’est pourquoi nous ne recommandons pas d’acheter un téléphone parce qu’il est équipé de la 5G. Si vous aimez un téléphone pour d’autres raisons, et qu’il est compatible avec la norme 5G, alors ce sera un bonus supplémentaire.

Vous pouvez consulter notre guide pour savoir quels smartphones prennent en charge la 5G : Tous les téléphones 5G annoncés jusqu’à présent.

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