5G L'avenir de La ConneCtivité - Realisée par : AL MORCHID CHAYMAE - HMDServices
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5G L’avenir de La ConneCtivité
Realisée par : AL MORCHID CHAYMAE
1
Pourquoi le monde a besoin de la 5G
es technologies IMT-2020 de cinquième génération (5G)
arrivent à grands pas, et elles possèdent un potentiel de
transformation immense pour rendre nos vies meilleures.
De meilleurs soins de santé, des villes plus intelligentes,
une industrie bien plus efficace; tout cela devient possible à l'heure
où l'Internet des objets prend de l'ampleur et s'accompagne d'une
large gamme de solutions innovantes, qui font tourner notre écono-
mie moderne. Toutefois, sans les réseaux 5G, aucun de ces éléments
ne peut exprimer tout son potentiel. Bientôt, en effet, les systèmes
5G intelligents deviendront indispensables pour satisfaire la forte
demande de données des milliards de personnes qui utilisent des
quantités de vidéos chaque jour plus importantes.
La 5G permettra des débits de données nettement plus rapides, une
connectivité fiable ainsi qu'une faible latence pour les télécommuni-
cations mobiles internationales (IMT) — autant de points nécessaires à
notre nouvel écosystème de communications mondial, constitué de
dispositifs connectés envoyant de grandes quantités de données via le
large bande à ultra-haut débit.
Dans cette édition des Nouvelles de l'UIT, on expliquera ce qu'est la
La 5G arrive 5G et pourquoi elle offre de telles promesses, et l'on se penchera sur
à grands pas, et la manière de faire de systèmes aussi complexes une réalité.
elle possède Le fait que la 5G soit à un stade balbutiant de son évolution donne
un potentiel de l'occasion d'appliquer les leçons tirées de la mise en place des
transformation systèmes 3G et 4G/LTE. Au fil de ces pages, le rôle de l'UIT dans
immense pour l'adoption de fréquences et de normes harmonisées à l'échelle
mondiale, qui faciliteront l'essor et la mise en œuvre de la 5G, sera
rendre nos vies souligné. La présente édition des Nouvelles de l'UIT donnera
meilleures. également l'éclai- rage de plusieurs responsables influents, en vue
de la recherche de solutions, sur les aspects essentiels de la 5G
tels que le découpage de réseau, les réseaux centrés sur
l'information (ICN) et les projets à code source ouvert, parmi de
nombreux autres. Tournez la page pour en apprendre plus sur la 5G,
ce pilier de l'économie numérique de demain.
2
(Infographie sur la 5G)
Qu'est-ce que la 5G?
Ce que la 5G peut Pourquoi pas dès
vous apporter aujourd'hui?
Ce qui change avec la 5G
Un volume Elargissement de l'utilisation du spectre; ondes Saturation du spectre; regroupement
millimétriques; densification des cellules; amélioration de de fréquences limité; équipements
incroyable, l'efficacité d'utilisation du spectre; technologies d'antennes actuels incapables de fonctionner à
incroyablement avancées; techniques de formation de faisceaux 3D; de hautes fréquences; déploiement et
rapidement nouveaux composants électroniques; optimisation des entretien des petites cellules onéreux
infrastructures de raccordement; communication de dispositif
à dispositif (D2D); réseaux mobiles (cellules à bord de
véhicules)
Toujours Association des technologies 4G, 3G et WiFi, et nouvel accès Transfert fluide (par exemple du
parfaitement radioélectrique pour créer un réseau d'accès radioélectrique cellulaire au WiFi) non pris en charge
connecté dynamique et intégré; mécanismes de gestion de la
connectivité
Temps de latence ultra-faible; réseaux pilotés par
logiciel; découplage de l'architecture fonctionnelle et de
l'infrastructure physique sous-jacente; intelligence des
Aucun retard perçu réseaux plus proche des utilisateurs; MEC («mobile edge
Latence de la 4G ≥ 10 ms
computing», informatique à la marge du réseau mobile);
communication de dispositif à dispositif
Limitations actuelles de la forme
Quantité d'onde liées au multiplexage
Nouvelle forme d'onde; densification des cellules; nettement
considérable moins de trafic de signalisation et pas de synchronisation;
par répartition en fréquence; les
de personnes et architecture de réseau d'accès radioélectrique
brouillages empêchent l'essor de la
5G; coût des puces 4G; consommation
d'objets connectés énergétique
Ondes millimétriques pour les réseaux de raccordement
vers l'arrière et vers l'avant; nouveaux mécanismes de
fonctionnement pour les réseaux denses; centralisation du Temps de repos des stations de base
traitement au niveau de la station de base; consommation à non optimisé; fonctions non utilisées
Efficacité la demande; volume considérable de communications entre activées; interface radioélectrique/
énergétique machines; amplificateurs de puissance; DSP (traitement équipement non optimisé sur le plan
des signaux numérique) — émetteurs-récepteurs optiques énergétique
autorisés; récolte de l'énergie ambiante; optimisation du
passage en mode veille
Réseaux pilotés par logiciel; virtualisation des fonctions Nombreux logiciels de gestion de
Réseaux flexibles de réseau; découplage de l'architecture fonctionnelle et réseau différents; non interopérables;
et programmables de l'infrastructure physique sous jacente; interfaces de regroupement des fonctions de réseau
programmation d'application dans les équipements
Authentification du canal physique; authentification
Sécurité conçue comme une extension,
Réseaux sûrs virtualisée
non intégrée; approche fragmentée
3
(Infographie sur la 5G)
La 5G dans un monde idéal
` Les données relatives aux transports circulent librement entre les sous-
secteurs des transports auparavant isolés
` Possibilités de nouvelles collaborations et applications
` Véritable expérience de l'Internet des objets dans laquelle tous les
éléments rencontrés sur la route sont connectés
` Les données et les données évoluées produites sont reconnues par l'ensemble
des parties prenantes et sont protégées dans la mesure où elles constituent le
carburant de la nouvelle chaîne de valeur
` Le partage de données relatives au transport et l'accès à ces données
est fondamental
` Le secteur est ouvert au changement
` De nouveaux modèles économiques font leur apparition
` Niveau de confiance élevé de la part des utilisateurs et des secteurs connexes
` Normalisation et cadres efficaces au niveau gouvernemental
`
`
`
` Niveaux élevés de connectivité soutenus par un environnement
réglementaire solide
` Collaboration inter-verticale et trans-verticale
` Interopérabilité et intégration
` Conception d'un nouvel écosystème de dispositifs et de réseaux afin
de répondre aux besoins des consommateurs
`
` Acceptation généralisée de l'innovation fondée sur la technologie
` Les professionnels de la santé sont ouverts au changement
` Emergence de nouveaux modèles économiques étayés par des
réglementations solides et claires
` La prévention des maladies relève du domaine des soins de santé au même
titre que le traitement de celles-ci
` L'amélioration du bien-être et de la qualité de vie relèvent du domaine des
soins de santé
4
(Infographie sur la 5G)
Ce qui va changer avec la
vidéo 5G
Type
de réseau 3G 4G 5G
384 Kbps 100 Mbps 10 Gbps
(années 2000) (années 2010) (années 2020)
Temps
nécessaire
au téléchargement
26 6 3,6
d'un film de
deux heures
Heures Minutes Secondes
Ce que vous
pouvez faire
en patientant
Prendre l'avion
l’Amérique
au Maroc, Vous demander
temps d'enregistrement si le téléchargement
à l'aéroport inclus est fini
Préparer votre
petit-déjeuner
Vous mettre au courant
des dernières actualités
Sur Facebook
5En quoi la 5G fait-elle la différence ?
Amélioration des performances dans quatre domaines clés
1. Vitesse - Enhanced Débit de
Mobile Broadband Densité de
données maximum connexion
La technologie 5G accompagnera la (20x 1)
croissance prévue de la demande en (10x 1)
données mobiles, car elle apporte des
améliorations significatives dans les débits
de données maximum et la capacité de
trafic par zone.
5G
4. Consommation d’énergie
Pour tous les futurs cas d’utilisation, la 5G Efficacité
diminuera la consommation d’énergie et Latence
énergétique
fournira par conséquent des services plus
(10x 1) (10x 1)
efficaces sur le plan énergétique.
2. Connectivité - Massive Internet of
Things (MIoT)
La 5G permet une très forte densité d’appareils 3. Fiabilité - Mission Critical Services
tout en améliorant l’efficacité énergétique du (MCS)
réseau - un million /km2 Les MCS supportent des applications qui exigent
une très grande fiabilité, une très faible latence
ainsi qu’une sécurité élevée,
p. ex. pour les véhicules autonomes ou les
drones.
6(Interventions Vidéo)
Comprendre la 5G en vidéo
Passage à la 5G:
Qu'est-ce que la 5G? Le mode de vie connecté
https://www.youtube.com/watch?v https://www.youtube.com/watch?v
=kwqkbWFNIhU
Cliquez pour voir la vidéo =m2B67aMTkds
Cliquez pour voir la vidéo
Technologies filaires
utilisées pour la 5G
https://www.youtube.com/watch?v=0
4W1YI0ZxCs
Cliquez pour voir la vidéo
7(Faire de la 5G une réalité)
1970
Première génération
[1G]
Les systèmes analogiques de première génération (1G) pour les
communications mobiles ont apporté deux grandes améliorations
par rapport aux premiers services radiotéléphoniques: l'invention
du microprocesseur et la numérisation du lien de contrôle entre le
téléphone mobile et le site cellulaire.
1980–1990 [2G]
Deuxième génération
Les systèmes cellulaires numériques de deuxième génération (2G) ont
d'abord été développés à la fin des années 80 et ont été initialement
déployés au début des années 90.
Ces systèmes ont numérisé non seulement le lien de contrôle mais
aussi le signal vocal. Ils ont fourni une meilleure qualité et une plus
grande capacité à moindre coût pour les consommateurs.
L'exploitation régionale/mondiale de ces systèmes a été entravée
cependant par l'existence de plusieurs normes incompatibles et par
le fait que différentes bandes de fréquences et dispositions de canaux
étaient utilisées dans différentes parties du monde.
La Conférence administrative mondiale des radiocommunications
de 1992 de l'UIT (CAMR-92) a pris une décision historique qui
consiste à identifier dans le Règlement des radiocommunications
les bandes de fréquences approuvées au niveau international
pour assurer l'exploitation des futurs systèmes mobiles terrestres
publics de télécommunications — désormais appelés systèmes de
télécommunications mobiles internationales (IMT).
82000
Troisième génération
[3G]
Après plus de dix ans de travail et d'efforts, le Secteur des
radiocommunications de l'UIT (UIT–R) a, en étroite collaboration avec
les organisations de normalisation régionales et nationales, finalisé les
normes techniques pour les interfaces radio des systèmes de troisième
génération sous la marque IMT-2000.
La norme mondiale de communications cellulaires IMT-2000 de
l'UIT a été approuvée à l'unanimité par l'Assemblée 2000 des
radiocommunications de l'UIT (AR-2000), qui a ouvert la voie à des
services et applications innovants (par exemple divertissements
multimédias, infoloisirs et services à localisation).
2012
Quatrième génération [4G]
En janvier 2012, l'Assemblée des radiocommunications de l'UIT ( AR-
12) a approuvé à Genève les spécifications pour les technologies
mobiles de quatrième génération — IMT-Advanced.
Les systèmes IMT-Advanced intègrent de nouvelles fonctionnalités
qui vont au-delà de celles des IMT-2000 et donnent accès à un large
éventail de services de télécommunication pris en charge par des
réseaux mobiles et des réseaux fixes, qui sont de plus en plus fondés
sur la transmission par paquets.
2012–2020 [5G]
Cinquième génération
Au début de l'année 2012, l'UIT a lancé un programme sur les
«télécommunications mobiles internationales (IMT) à l'horizon
2020 et au-delà», qui établit le cadre des travaux de recherche, de
développement et de commercialisation dans le monde sur ces
systèmes.
En septembre 2015, l'UIT–R a finalisé sa «Vision» des IMT-2020
dans la société connectée large bande mobile 5G. L'UIT–R finalisera
les normes techniques des IMT-2020 en 2020. La 5G permet de
développer les communications mobiles large bande mais également
d'étendre l'application de cette technologie à des cas d'utilisation
impliquant des communications ultrafiables présentant un faible
temps de latence et des communications massives de type machine.
De plus, la Conférence mondiale des radiocommunications de 2019
(CMR-19) abordera la question de la nécessité d'identifier des bandes
de fréquences supplémentaires pour favoriser la croissance future des
systèmes IMT.
9En général, un dispositif mobile comporte plu- sieurs antennes associées à des étages d'entrée
radiofréquences, pour lui permettre de fonctionner dans différentes bandes, de manière à faciliter
l'itinérance. Si les dispositifs mobiles peuvent être munis de jeux de puces communs, il est toutefois
nécessaire d'utiliser différents composants pour tenir compte des disparités entre les dispositions
de fréquences, ce qui rend la conception des équipements plus complexe et plus coûteuse.
Par conséquent, l'harmonisation du spectre pour les IMT permettra de simplifier et d'uniformiser les équipements; elle est
souhaitable pour réaliser des économies d'échelle et garantir l'accessibilité économique des équipements.
Conclusion
La 5G possède une portée beaucoup plus large que les précédentes générations de systèmes de
communication mobile large bande. Les scénarios traditionnels du large bande mobile n'ont pas
seulement été améliorés, ils ont aussi été étendus à des cas d'utilisation impliquant des
communications ultrafiables présentant un faible temps de latence et des communications massives
de type machine. Les travaux de l'UIT visant à élaborer
des normes internationales pour les IMT-2020 en étroite collaboration avec toutes les parties
prenantes de la 5G sont bien avancés, parallèlement aux aspects relatifs à la gestion et à l'identification
du spectre.
10Quels sont les bénéfices des IMT?
Processus
Dans ce contexte, les IMT offrent une communi- de normalisation
cation ultrafiable avec un temps de latence très
faible, des services multimédias évolués incluant la
des IMT-2020
vidéo ultra haute définition, une qualité extraordi-
naire en position fixe ou à grande vitesse ainsi que
des capacités de communication essentielles à la Jeter les bases pour l'avenir:
vision, considérations
réalisation de missions et un soutien à l'émergence liées au spectre et à la technologie
de l'Internet des objets.
L'UIT, en tant que planificateur stratégique, se
positionne sur le long terme. Elle faisait déjà
figure de pionnière en 2011 en organisant des
ateliers régionaux sur «les IMT pour la prochaine
décennie» pour stimuler la pensée de demain. La
Recommandation sur la vision pour les IMT, essen-
tielle pour l'avenir, ainsi que le matériel décrivant
les fondements technologiques ont été publiés en
2015. Les travaux sont maintenant en cours pour la
prochaine étape: définir la technologie.
En quoi la 5G sera-t-elle différente?
2012–2015 2016–2017
Comparé aux générations précédentes, la 5G sera
différente dans le sens où elle intègre de nouvelles 2018–2019 2019–2020
fonctionnalités améliorées pour couvrir la large
gamme des cas d'utilisation envisagés. Il en résulte
un ensemble exigeant de prescriptions techniques
16
ce que nous connaissons aujourd'hui
de systèmes, de réseaux et de capacités radio.
Pour concrétiser cette vision, il nous faut redémar-
rer de zéro et tirer parti des apprentissages de ces
vingt dernières années concernant l'évolution de la
technologie.
Définir la technologie
11De l'importance du découpage en tranches du
réseau de bout en bout pour la 5G
Huawei
i vous avez suivi les développements des télécommunications ces douze der- niers mois, vous avez
certainement
déjà entendu parler du «découpage en tranches» des futurs réseaux 5G. Ce court article vise à fournir une
vue d’ensemble de la technique du «découpage en tranches», explique en quoi cette technique est importante pour
les systèmes 5G et renseigne sur les travaux du Secteur de
la normalisation des télécommunications relatifs à cette nouvelle technologie d’importance.
comprendre pourquoi il est nécessaire de découper les futurs systèmes de réseau;
Certaines zones d’infrastructure sont dédiées à un type de transport spécifique (par ex. le train), tandis que d’autres
regroupent plusieurs types de transport (par ex. les routes peuvent être utilisées conjointement par les voitures et les
bus, ces derniers bénéficiant de lignes prioritaires).
Types de découpage
Pour répondre aux besoins spécifiques des diffé- rents types de machines et d'appareils, l'interface entre l'appareil et
les antennes (interface radioé- lectrique) propose plusieurs comportements spécialisés/adaptés, que l’on appelle
types de découpage.
Un type de découpage peut convenir pour une latence ultra-faible et une fiabilité élevée (par exemple pour les
véhicules autonomes) (URRLC), un autre type de découpage peut cibler les appareils dépourvus de grosses
batteries (comme les capteurs) (MMTC) mais en quête d’efficience et un autre privilégier les vitesses ultra-élevées
Les premiers travaux normatifs dans le domaine ne mentionnent que trois types de découpage, mais les
architectures sont suffisam- ment souples pour accueillir de nouveaux types de découpage.
Vu qu'il serait trop coûteux d'allouer un réseau complet de bout en bout à chaque type de
tranche, l'infrastructure de réseau prenant en charge la 5G (et probablement la 4G) utilisera des
techniques de partage (virtualisation et nuage) autorisant la cohabitation de plusieurs types de
découpage sans trop multiplier les ressources.
Grâce au nuage et aux techniques de multi- plexage statistique en mode paquets, les
tranches peuvent utiliser les ressources des uns et des autres, lorsque celles-ci sont
disponibles. Il est ainsi possible d’implémenter des tranches de N réseaux sans
nécessairement disposer de N x le nombre de ressources, comme le montre la Figure
suivante :
12Découpage en tranches du réseau 5G
Le découpage en tranches du réseau 5G permet
aux fournisseurs de services de créer des réseaux virtuels de bout en bout répondant aux besoins
des applications
Large
bande
mobile Internet
Tranche large bande mobile
Machine- Expédition
machine
Tranche IoT massive Production
Latence Tranche IoT essentielle aux
faible
et fiable
missions Autres tranches
Autres Réseau applications
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