5G, une
révolution ?

La 5G est sur toutes les lèvres quand il s’agit de transformation numérique à court terme. La Communauté Européenne est bien décidée à l’acquérir: au moins une ville de chaque état membre devra être couverte par la 5G en cette année 2020 et toutes les zones urbaines et les axes principaux de transport devront l’être d’ici 2025. En Belgique, la situation est bloquée à cause, notamment, d’un désaccord entre le Fédéral et les Régions. Laissons cependant ces considérations politico-économiques de côté et concentrons-nous sur la technologie. En quoi consiste la 5G ? En quoi nous sera-t-elle utile ? Sortons notre smartphone, connectons-nous (pour l’instant via la 4G) et allons voir ça de plus près

Entre vidéos en live sur les réseaux sociaux, streaming audio ou vidéo, stockage sur différents clouds et cloud gaming, la 4G est de plus en plus sollicitée et se doit d’être performante au niveau du débit de circulation des données. S’il est vrai qu’un réseau Wifi est très souvent disponible, cela ne suffit pas. Un standard de transmission des données mobiles est également nécessaire pour se connecter où que l’on soit, par exemple en voiture lors d’un trajet guidé par une app de navigation ou en transport en commun pour surfer sur Facebook. Pour faire face à la demande qui s’intensifie, le réseau mobile doit suivre. C’est pourquoi la 5G est à nos portes. Il s’agit de la 5e génération dudit standard. On connaît en ce moment la 4G et avant cela, la 3G, la 2G, la première génération et un tas d’autres standards intermédiaires qui vous ont peut-être échappé. À chaque standard correspondent plusieurs bandes de fréquences pour lesquelles les opérateurs télécom acquièrent des licences d’exploitation auprès des pouvoirs publics, les données étant transférées par ondes électromagnétiques situées dans le domaine radio ou des micro-ondes. Chaque opérateur attribue ces bandes à une utilisation spécifique et a donc une couverture bien particulière par standard mobile: certaines bandes sont réservées pour les zones de population dense, d’autres pour les zones non-urbaines, certaines sont utilisées uniquement par la 4G, d’autres par la 2G et la 3G…, le tout pour obtenir un certain équilibre entre couverture et qualité de transfert.

GSM & Co

Attardons-nous quelques instants sur un exemple qui ne manque pas d’intérêt: la 2G. En Europe, ce protocole correspond à la norme «GSM» pour Global System for Mobile communications ou système global pour communications mobiles, idéale pour les communications vocales en mode circuit (ou mode connecté, avec un canal monopolisé) et à faible débit de données. L’acronyme GSM est d’ailleurs parfois encore utilisé dans notre plat pays pour désigner un téléphone portable. La 2G en Europe utilise plusieurs bandes de fréquences dont celles de 900 MHz et de 1 800 MHz. Tel quel, ce protocole, introduit au début des années 90, est peu efficace pour la connexion à Internet où les échanges de données se font par paquets, c’est-à-dire de manière non continue (transfert sporadique de données avec des temps morts pendant lesquels aucune donnée n’est échangée). C’est pourquoi viennent ensuite l’extension GPRS (General Packet Radio Service) également qualifiée de 2,5G, et le protocole EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) ou 2,75G offrant un débit de données supérieur au GPRS. Ces 2 standards utilisent les mêmes antennes et fréquences que la 2G. Ils fonctionnent en parallèle avec cette dernière (mais de façon alternative: soit on appelle en 2G soit on surfe sur Internet en GPRS/EDGE) pour permettre de plus hauts débits et le transfert de données par paquets. Ils marquent la transition entre un système de coût à la durée de connexion (mode circuit) et un système de coût selon le volume de données échangées (mode paquet) et ouvrent la voie à la 3G et aux transmissions vidéos. Quant à la 3G, elle fonctionne sur le même modèle que la 2G: le mode circuit pour les appels vocaux et le mode paquet pour les échanges de données, mais cette fois les deux sont réalisables conjointement et la bande passante, représentant la quantité maximale d’informations pouvant être transmise de façon simultanée, est supérieure à celle de la 2G.

Les domaines de fréquence

Le spectre électromagnétique est divisé en différents domaines auxquels ont été attribuées des appellations. Chaque domaine correspond à une plage de fréquences et à une plage de longueurs d’onde, ces 2 grandeurs physiques étant inversement proportionnelles. Les limites sont parfois floues et dépendent des définitions.

Le domaine radio est situé à l’une des extrémités du spectre, celle où les fréquences sont les plus basses, à partir de 1GHz selon les définitions et pouvant aller aussi bas que quelques Hz, ce qui correspond aux longueurs d’onde les plus grandes, à partir de 30 cm et jusque plusieurs km et au-delà. Les micro-ondes sont situées entre l’infrarouge et les ondes radio, entre 1 et 300 GHz en fréquence, environ 30 cm à 1 mm en longueur d’onde.

Le nouveau standard

Revenons dans le présent. La 4G, ou LTE (Long Term Evolution), est 10x plus rapide que la 3G en vitesse de téléchargement. Elle utilise les bandes de fréquences suivantes: 800 MHz, 1,8 GHz et 2,6 GHz, correspondant à des longueurs d’onde respectivement d’environ 37,5 cm, 16,7 cm et 11,5 cm. Nouveauté par rapport à la 3G et à la 2G: il s’agit d’une norme mondiale. Tous les échanges se font par paquets. Cela signifie que pour les appels vocaux, les téléphones doivent momentanément basculer en 2G ou 3G. Il faut attendre la VoLTE ou Voice over LTE pour pouvoir appeler via la 4G, avec comme avantages une qualité d’appel bien meilleure et la possibilité de surfer sur le net en même temps que de passer un appel. En réalité, à l’heure actuelle, nous ne sommes déjà plus à la 4G mais bien à la 4,5G. Elle est également appelée 4G+ ou LTE Advanced et est jusqu’à 2,5x plus rapide. Elle permet d’utiliser simultanément 2 bandes de fréquences 4G et donc de gagner encore en rapidité.

Venons-en à la 5G. Testée depuis plusieurs mois aux 4 coins du globe, elle est en passe de devenir une réalité quotidienne dans certains pays, alors qu’elle l’est déjà dans d’autres, comme la Suisse, leader mondial incontestable jusqu’à présent. Les bandes de fréquences utilisées en Europe seront (ou sont déjà dans certains pays) au nombre de 3: 1,4 GHz donc proche de celle de la 4G, 3,5 GHz et 26 GHz, zone encore vierge dans le domaine des télécoms. Cette dernière, de plus haute fréquence et la plus efficace en matière de débit, correspond à des longueurs d’onde plus courtes, de l’ordre d’une dizaine de mm: elle est dite «millimétrique». En conséquence, ces ondes sont de portée nettement inférieure et ont une pénétration moindre dans les bâtiments. Des antennes relais supplémentaires devront donc être installées pour compenser ce phénomène. À la Commission Européenne, on parle de 10x plus de bornes émettrices. Fait ennuyeux, les USA et le Japon ont choisi une bande millimétrique différente, celle de 28 GHz. On peut s’attendre à des problèmes de compatibilité si l’on se trouve à Tokyo avec un smartphone européen.

Le standard 5G, parfois qualifié d’Internet mobile ultrarapide, offre un débit supérieur à celui de son prédécesseur toujours actif, jusqu’à 200x en théorie. En pratique, plusieurs facteurs ralentisseurs sont à prendre en compte, comme la vitesse de déplacement de l’utilisateur par rapport à l’antenne relais (plus il se déplace vite, moins le débit est élevé), sa distance à l’antenne ou encore le nombre de connectés utilisant la bande passante d’une antenne en même temps. Le débit réel moyen de la 4G est d’une trentaine de mégaoctets de données par seconde ou 30 Mbps. Pour la 5G, les vitesses mesurées en conditions réelles s’élèvent à 700 Mbps au minimum et vont jusqu’à plusieurs gigaoctets par seconde (Gbps). La moyenne devrait se situer autour de 1 Gbps. Concrètement, une vidéo d’1 Go ne prendrait plus que quelques secondes au maximum à télécharger, contre actuellement plusieurs minutes avec la 4G. La 5G aura également pour effet de réduire le temps de latence, c’est-à-dire le temps d’attente entre l’envoi d’une commande via le réseau et son exécution. En pratique, cela apportera plus de réactivité, quel que soit l’opération demandée: on parle d’une milliseconde de temps de latence avec la 5G contre 20 à 40 avec la 4G. Enfin, la capacité du réseau 5G pourra supporter plus de trafic simultané, ce qui limitera les coupures ou ralentissements en cas d’utilisation intense par un grand nombre de connectés dans un certain rayon (par exemple en festival).

Pour tester la rapidité de la 5G par rapport à celle de la 4G et de la 3G, le journal L’Écho a mis en place une simulation de téléchargement pour plusieurs contenus digitaux (musique, série, jeu vidéo, film) en se basant sur quelques hypothèses de travail. Pour faire le test, rendez-vous sur:

https://multimedia.lecho.be/testez-la-puissance-de-la-5g/

5G et objets connectés

Nous nous dirigeons vers une société dans laquelle de plus en plus d’objets sont connectés. Il est vrai que tous ne sont pas concernés par le réseau mobile: votre thermostat intelligent peut se contenter du Wifi. Mais certains le sont, comme par exemple les véhicules autonomes. Les données nécessaires à leur bon fonctionnement, qu’il s’agisse du calcul d’itinéraire, du trafic ou encore de la météo, doivent leur parvenir en temps réel via le réseau mobile. Au programme avec la 5G: plus de réactivité et de capacité d’anticipation. Elle devrait aussi permettre de faire un bon de géant dans le développement de l’intelligence artificielle, de l’e-santé, de la réalité augmentée ou virtuelle, des villes intelligentes et de la numérisation des industries. En somme, rien de moins que ce que certains nomment déjà «l’industrie 4.0». De manière générale c’est tout l’IoT (Internet of Things) et le M2M (Machine to Machine) que la 5G va probablement impacter. L’IoT regroupe les objets dotés de capteurs de mesure récoltant des informations et connectés via l’Internet à divers équipements tels que smartphones, tablettes, ordinateurs servant à traiter et utiliser ces données. Le M2M est un sous-groupe de l’IoT dans lequel des objets intelligents peuvent communiquer entre eux et interagir sans intervention humaine.

Et en Belgique ?

Si le Royaume-Uni est déjà partiellement couvert par la 5G et la Suisse plus que servie, il n’en est pas de même dans notre contrée. Les premiers tests en plein air ont été effectués par Proximus dans un parc technologique à Hasrode, en collaboration avec Huawei, et par l’entreprise suédoise Ericsson sur le campus tech de Hasselt dans le Limbourg. Depuis, Proximus et Orange Belgium se sont associés dans le déploiement du nouveau standard mobile, avec pour objectif d’accélérer le processus, de réaliser des économies d’échelle, au niveau par exemple de l’installation des antennes relais et de leur maintenance, et de diminuer l’impact environnemental.

La première ville belge couverte par la 5G devait être Bruxelles. Mais ce ne sera probablement pas le cas. Les normes environnementales bruxelloises d’exposition aux rayonnements des antennes émettrices imposent un maximum de 6 V/m (ou volts par mètre, unité de l’intensité d’un champ électrique), toutes antennes confondues, ce qui est trop peu pour permettre le déploiement de la 5G. Suite à un accord entre la ville de Bruxelles et les 3 opérateurs belges conclu l’été dernier, ce plafond était sensé être revu à la hausse, 14,5 V/m en extérieur et 9 V/m à l’intérieur des bâtiments. Cependant, Céline Fremault, Ministre du Gouvernement de la Région de Bruxelles-Capitale chargée du Logement, de la Qualité de Vie, de l’Environnement et de l’Énergie a annoncé en novembre que Bruxelles ne serait pas une ville cobaye et que les normes de radioprotection devaient être respectées, 5G ou pas. Affaire à suivre. À noter que ce plafond est de 20,6 V/m en Flandre, toutes antennes confondues, et de 3 V/m par antenne en Wallonie.

Ces normes ne sont pas le seul frein au déploiement de la 5G. L’octroi des licences d’utilisation des bandes de fréquences aux opérateurs de téléphonie constitue également, en tout cas à l’heure actuelle, un élément retardateur. C’est au Fédéral que revient cette responsabilité. Cependant, le processus est au point mort faute d’accord concernant le partage des recettes avec les Régions et de gouvernement. Si la situation venait à perdurer, le déploiement de la 5G pourrait être reporté en 2021, ce qui semble de plus en plus probable, et notre pays serait alors en infraction vis-à-vis de l’Europe qui, en juin dernier, pressait notre royaume de parvenir à un accord. Dans certains pays membres tels que l’Espagne, l’Italie et l’Allemagne, les fréquences ont déjà été vendues aux enchères et les sommes récoltées par les états respectifs se chiffrent à plusieurs centaines de millions d’euros, voire plusieurs milliards…

Bien entendu, avec l’arrivée plus ou moins imminente de la 5G, de nouveaux modèles de smartphones vont apparaître sur le marché car la plupart des actuels ne pourront en gérer la vitesse et la capacité de téléchargement. Les petits nouveaux seront également compatibles avec la 4G qui, rassurez-vous, ne va pas disparaître du jour au lendemain. Restent également les questions environnementales et des répercussions sur la santé de la population et des personnes dites «électrosensibles», mais aussi sur la flore, la faune et la biodiversité, sujets plus qu’intéressants et qui mériteraient un article entièrement dédié.

Le lien suivant présente une carte interactive du monde donnant le nombre de réseaux 5G déployés selon les pays et les villes: https://www.speedtest.net/ookla-5g-map.

Techno-Zoom

Pour se détendre après cette connexion intense avec la 5G, rien de tel qu’un bon verre de vin au coin du feu (pour ceux qui ont l’âge, bien entendu). Vous n’avez que des bonnes bouteilles à la cave et pas envie d’en sacrifier une pour un seul verre ? Qu’à cela ne tienne ! Il existe une solution: le Système de Vin au Verre commercialisé par une entreprise américaine connue dans le domaine. Grâce à de cet ustensile, il vous est loisible de servir un verre de vin sans devoir déboucher la bouteille. Ce système s’installe sur le bouchon en liège qu’il transperce ensuite à l’aide d’une aiguille (et d’une pression de votre part). Une fois l’intérieur de la bouteille sous pression grâce à de l’argon provenant d’une capsule de gaz insérée dans le système, inclinez la bouteille en appuyant sur la détente: le vin passe à travers l’aiguille et peut être versé dans un verre.

Une fois l’opération terminée, vous pouvez retirer le dispositif et même ranger vos bouteilles horizontalement: le bouchon en liège se charge de sceller naturellement l’ouverture créée par l’aiguille et le vin continuera à vieillir à son rythme. Les capsules sont composées de plus de 99,99% d’argon pur, un gaz rare, dit inerte, présent naturellement dans l’air que nous respirons, inodore, sans saveur, qui empêche le vin restant dans la bouteille de s’oxyder. Il existe différents modèles dont un pour bouteilles avec bouchon à visser et un autre entièrement automatique et connecté via Bluetooth à une application dédiée. Cette dernière donne les statistiques du système, permet de créer une cave virtuelle ou encore de réaliser des accords entre vins et mets, mais également entre vins et films, séries ou musique ! Plusieurs types d’aiguilles sont disponibles: standard, service rapide (haut débit), Premium (pour éviter les dépôts) et pour Millésimes (débit plus lent pour les bouchons fragiles). Petite mise en garde: à ne pas utiliser avec un bouchon synthétique.

www.coravin.fr

Le système Coravin