La 5G, qu'est-ce que c'est ? [MàJ 20.03.17]

Nous l'avons vu, le Mobile World Congress (WMC) a eu lieu à Barcelone au mois de février 2017. Ce grand rassemblement autour du smartphone évoque les nouveautés à venir, les technologies, et le futur de la téléphonie mobile. Cette année, c'est la 5G qui a été mise en avant par les professionnels du secteur. En effet, l'Union Internationale des Télécommunications (UIT) a commencé à standardiser et codifier les normes de cinquième génération. Maintenant dotée d'un logo, la 5G est actuellement testée par les opérateurs et fabricants. Mais qu'est-ce que c'est exactement ?

Cinquième génération, pourquoi ?

La téléphonie mobile est forcément régie par le concept de réseaux. Ces réseaux sont standardisés, afin que chaque utilisateur final puisse y accéder. Le but est de rendre possible un accès universel. Différentes générations se sont donc suivies : 1G, Edge, 3G, 4G LTE, chacune apportant son lot de nouveautés technologiques. Le changement de génération se fait progressivement, tous les 10 ans environ. Par exemple, cela fait longtemps que l'on parle de 4G. Néanmoins, cela ne fait que peu de temps que la véritable 4G est réellement mise en place. Il faudra donc attendre quelques années avant de voir arriver la 5G.

Quand sort la 5G ?

Il faut avant toute chose attendre que les normes soient définies et standardisées. Cette phase ne doit normalement pas commencer avant 2018, mais il y a fort à parier que le WMC 2017 va faire bouger les choses. En effet, le salon, au delà des présentations des prochaines sorties technologiques, est un haut lieu de discussion pour les projets télécoms de cette ampleur. Malgré tout, il est encore beaucoup trop tôt pour pouvoir parler d'une réelle date de sortie. Les fabricants comme Ericsson, et les opérateurs tels qu'Orange, n'en sont encore qu'au stade de test. Actuellement, la 5G est définie sous le nom un peu barbare de "IMT-2020", soit la date probable de sortie. Probable, pas définitive !

Comment fonctionne la 5G ?

Ces expérimentations sont tournées vers l'utilisation des ondes centimétriques et millimétriques. Mais qu'est-ce que c'est que ces ondes ? Les différentes technologies de communication radioélectriques se servent de différentes fréquences, lesquelles sont caractérisées en bandes, selon leur longueur d'onde. C'est en fait la fréquence de l'onde qui va permettre la transmission de données. En clair, plus la fréquence est importante, plus le nombre de données transmissible est élevé. Le classement des ondes s'effectue de la manière suivante :

• Hectométriques, entre 300 KHz et 3 MHz : utilisées pour la radio AM, bandes "moyennes fréquences" ;
• Métriques, entre 30 et 300 MHz : utilisées pour la radio FM, bandes "très hautes fréquences" ;
• Décimétriques, entre 300 MHz et 3 GHz : utilisées par les technologies actuelles comme la télévision, le bluetooth, les réseaux cellulaires. Ce sont des bandes "ultra hautes fréquences" ;
• Centimétriques, entre 3 et 30 GHz : utilisées par le Wi-Fi à 5 GHz ou la télévision par satellite. Ce sont des bandes "super hautes fréquences" ;
• Millimétriques, entre 30 et 300 GHz : utilisées de manière extrêmement ponctuelle ;

La 5G offrirai donc, en théorie, une capacité de transmission de données de l'ordre de plusieurs dizaines de GigaBits. Néanmoins, il reste de grandes difficultés à franchir. La première est que les ondes centimétriques et millimétriques sont plus sensibles au changement d'environnement (notamment l'humidité). La pluie peut donc altérer la bonne transmission des données. Et, pire encore, plus les fréquences sont hautes, moins la portée est importante. Les ondes hectométriques peuvent toucher des centaines de kilomètres, les ondes millimétriques une centaine de mètres maximum. Comment régler ce problème ? Les professionnels tentent de transformer ce défaut en avantage. Certes, le nombre d'antennes relais devra être plus important. Mais celles-ci seront plus performantes, et plus faciles à installer. Des technologies comme le beam tracking (l'antenne cible l'appareil pour augmenter la connexion) ou encore le massive MIMO (utiliser plusieurs antennes pour maximiser les performances) sont à l'étude.

Les ondes millimétriques ... Mais pas seulement

L'intérêt principal de la 5G se trouve en effet au niveau des ondes millimétriques. Ceci étant, les opérateurs et les constructeurs de la téléphonie mobile connaissent pour le moment beaucoup mieux les ondes centimétriques, et promettent des applications concrètes bien plus rapidement. Mais le terme de cinquième génération verra très certainement le jour avant qu'il soit réellement normalisé et complètement standardisé . Dans la même veine, et pour des raisons évidemment commerciales, les services marketing des grands acteurs du marché ont par exemple refusé de vendre l'EDGE comme un réseau de troisième génération (quand bien même il l'était), et, a contrario, ont vendu le réseau LTE comme un réseau de quatrième génération (l'actuelle "4G"), ce qu'il n'est pas. Afin de prendre le pas sur ces volontés plus commerciales que techniques, l'UIT a dès à présent posé les bases de ce réseau cinquième génération. Ainsi, elle a émis quelques contours :

• Les opérateurs doivent passer à 1 GHz le plus rapidement possible ;
• les antennes devront permettre un débit descendant de 20 Gb/s, et un débit montant de 10 Gb/s à partager selon les utilisateurs ;
• chaque utilisateur devra bénéficier d’au moins 100 Mb/s en descendant et 50 Mb/s en montant ;
• la 5G permettra une connexion aux utilisateurs se déplaçant à 500 km/h (trains à grande vitesse) ;
• la 5G pourra prendre en charge un million d’appareils par kilomètre carré ;

Cette liste n'est pas exhaustive, et très probablement amenée à changer. Mais les bases sont là. En attendant la sortie de la 5G, les opérateurs et les constructeurs vont pouvoir améliorer l'actuelle 4G LTE, notamment via la technologie MIMO et l'agrégation de bandes, afin de cumuler les ressources pour fiabiliser le réseau. Bien entendu, ce type de technologie est à coupler avec les autres avancées de notre temps. Comme le Li-Fi, par exemple.

Comment la 5G devra améliorer son expérience utilisateur ?

La 5G amène son lot d'avancées technologiques et l'IoT, l'Internet of Things (ou l'internet des objets, c'est-à-dire les objets connectés) pourra connaitre une croissance exponentielle. La connectivité des objets entre eux sera plus simple, plus rapide, plus efficace. L'informatique sera d'autant plus intégré dans nos vies ; mais l'augmentation du nombre d'objets connectés développe la problématique de la sécurisation de ces derniers. En effet, l'état et la sécurité des appareils connectés sont primordiaux, du fait de la grande quantité de données transmises, et le caractère personnel et parfois sensible de celles-ci. Un simple défaut de mise-à-jour peut créer une faille dans la forteresse de défense de l'appareil, faille à travers laquelle un hacker pourra s'introduire et voler les données de l'utilisateur, ou encore créer des dysfonctionnements. C'est d'ailleurs ce qu'il s'est passé lors de l'attaque DDoS de l'hébergeur Dyn (connu pour héberger des sites comme Spotify, eBay, ou encore Netflix), où de nombreuses données utilisateurs sont présentes. Le site avait été surchargé par des requêtes venant ... d'objets connectés. C'était la première attaque de grande envergure venant de l'IoT. Ce genre de problématique est d'autant plus vraie avec les objets qui ont un impact sur la vie de son utilisateur, comme par exemple une voiture connectée. Que se passerait-il si un hacker réussissait à prendre le contrôle d'une voiture ? En 2015 Wired avait montré qu'un hacker avait réussi à prendre le contrôle d'une voiture connectée. Les experts s'accordent à dire qu'un lien de confiance doit être créé, entre la fiabilité et la sécurité du réseau, afin que le grand public puisse adopter le réseau 5G. Pour répondre à ce besoin, l'établissement de standards de sécurités et la généralisation est impératif. Au final, c'est bel et bien l'ensemble des acteurs de ce marché qui doit travailler main dans la main afin de pouvoir offrir une expérience utilisateur rapide, sécurisée, et efficace afin de garantir la sécurité de la vie privée. Mobile & Futé, le blog high-tech sur l’actualité des smartphones