À mesure que le déploiement de la 5G approche, des questions demeurent.

Il y a quelques semaines, j'ai assisté au sommet de Brooklyn 5G à la NYU Tandon School of Engineering, où j'ai été frappé par les progrès accomplis dans la construction de réseaux 5G et par l'incertitude qui subsiste quant aux utilisations et à l'économie de la 5G en général.

De nombreux participants m'ont assuré que j'utiliserais effectivement un combiné 5G d'ici le sommet de l'année prochaine et la plupart étaient convaincus que nous aurions besoin des nouveaux réseaux pour gérer l'augmentation du trafic.

Rappelez-vous que la 5G n'est pas une technologie unique, mais une variété de technologies travaillant ensemble. Il couvre une large gamme de spectre allant de la bande basse (600 MHz, par exemple), qui peut parcourir une longue distance, mais avec des vitesses relativement plus faibles. à la bande moyenne (telle que 2, 5 ou 3, 5 GHz); haute bande (comme 28 ou 39 GHz, parfois appelée onde millimétrique ou mmWave), ce qui peut être très rapide - j'ai entendu des ingénieurs parler de vitesses théoriques de 5 Gbit / s ou plus - mais cela ne va pas très loin.

Les normes mobiles sont principalement définies par l’organisme de normalisation 3GPP, un groupe regroupant la quasi-totalité des principaux acteurs de l’écosystème mondial de la téléphonie mobile et qui a développé les normes de base pour la 3G (comme son nom l’indique) et la 4G LTE (à l’origine la technologie à long terme). évolution de la norme 3G). En règle générale, ces normes sont finalement adoptées par l'organe encore plus vaste des normes de communication de l'UIT. Le 3GPP publie de nouvelles versions de ses normes presque tous les ans et se dirige vers une spécification 5G axée sur trois domaines principaux: le haut débit mobile amélioré, les communications ultra fiables à faible temps de latence et les communications massives de type machine. (CMTM).

Parmi ceux-ci, le premier est ce que nous considérons généralement comme une application grand public - permettant à nos téléphones de fonctionner plus rapidement - et c'est sur quoi la plupart des déploiements 5G initiaux seront basés. (Certains premiers réseaux seront également déployés pour le sans fil fixe.) Les deux autres domaines - URLLC et mMTC - sont principalement destinés à des applications industrielles ou professionnelles, bien qu'ils puissent avoir des applications grand public, et j'ai continué à parler de véhicules autonomes avec VR mobile, bien que Cela ressemble plus à une application de niche pour moi.

Mais ce sont peut-être ces applications plus industrielles et commerciales qui évoluent réellement avec les normes 5G; après tout, nous voyons déjà des téléphones prometteurs "LTE gigabit" sur les réseaux 4G, et il est difficile de prévoir quelles applications nécessiteront plus de vitesse pour les consommateurs individuels. Néanmoins, la vitesse et la conception de réseau supplémentaires promises par la 5G pourraient s'avérer nécessaires uniquement pour gérer le trafic croissant. Je parlerai plus des cas d'utilisation dans mon prochain post.

Les réseaux prêts à partir

Melissa Arnoldi, présidente de la technologie et des opérations chez AT & T Communications, a souligné la nécessité de réseaux qui gèrent plus de trafic plus efficacement, quelle que soit l'application. Elle a déclaré que le réseau de téléphonie mobile de la société avait enregistré une croissance de 360 ​​000% du trafic de données depuis 2007, et qu'il n'y avait "aucun signe de ralentissement". La vidéo représente actuellement plus de la moitié du trafic et elle espère atteindre 75% d’ici 2020.

La 5G est nécessaire pour gérer ce trafic, ainsi que pour permettre des applications telles que la réalité augmentée et virtuelle, les véhicules autonomes et les drones, a déclaré Arnoldi, soulignant que les voitures autonomes nécessitaient une connectivité extrêmement fiable et une latence en temps quasi réel, idéalement moins 5 millisecondes.

M. Arnoldi a précisé que la gestion de ce trafic nécessiterait des réseaux définis par logiciel, soulignant qu'AT & T était le principal moteur de l'ONAP (Open Network Automation Platform). Elle prévoit qu'AT & T acheminera 65% de son trafic sur des réseaux définis par logiciel d'ici la fin de l'année.

AT & T entend être le premier opérateur américain à disposer du standard mobile 5G d’ici la fin de l’année, dans 12 villes. Elle a évoqué un projet pilote de vente au détail exécuté par la société à Waco, au Texas, qui présentait des centaines d'utilisateurs dans un magasin de vente au détail pour montrer comment mmWave pourrait fonctionner dans un tel environnement, ainsi que des pilotes à Kalamazoo et à South Bend, où la société a créé une version 5G complète. réseau de bout en bout et vu que les signaux mmWave pouvaient fournir des vitesses de 1 Gbps jusqu'à 900 pieds sans aucun impact dû aux intempéries et aux signaux pénétrant les matériaux mieux que prévu.

La vitesse est excitante, a déclaré Arnoldi, mais la latence est le grand changement. Elle a ensuite décrit des applications, telles que la vente au détail, avec la réalité virtuelle et augmentée immersive et la signalisation numérique au lieu de mannequins; soins de santé; fabrication; finance, avec des choses comme des guichets automatiques offrant de la vidéo sur 5G sans fil fixe; la sécurité publique; et le transport.

Bill Stone, vice-président du développement et de la planification technologiques chez Verizon, a décrit la 5G comme une solution polyvalente permettant aux opérateurs "de tirer parti des logiciels et de découper le réseau en tranches pour différents cas d'utilisation". Pour Verizon, le sans fil fixe sera la première tranche de réseau, mais ce n’est qu’un cas d’utilisation, et sera rapidement suivi par le haut débit mobile, a déclaré M. Stone.

La prise en charge par Verizon du forum technique Verizon 5G a permis d'accélérer le processus 3GPP. Même si les premiers produits de Verizon ne seront pas entièrement basés sur des normes, ils ont l'intention de passer très rapidement au standard 3GPP. Il a souligné les projets de la société visant à utiliser autant que possible de plus gros morceaux de spectre, à augmenter la densité de cellules, à passer à l’antenne MIMO (antennes multiples) massives en bandes millimétriques, ainsi qu’augmenter le nombre d’antennes dans les autres bandes.

Stone a déclaré que Verizon espérait être le premier à utiliser le sans fil fixe 5G, et a indiqué que, selon des tests, il pourrait déjà fournir un service de 80 Gbit / s à 2 000 pieds du nœud. Mais il a ajouté que la société comptait sur un seul réseau, avec plusieurs tranches, et que sa priorité était "Mobile, Mobile, Mobile". Cependant, il a déclaré que pour le futur, un cloud et une "périphérie intelligente" compatibles avec la technologie 5G, ainsi que des applications d'automatisation industrielle, entraîneraient de nouveaux cas d'utilisation.

Seizo Onoe, architecte technologique en chef de NTT Docomo, a expliqué comment Docomo coopérait avec des industries spécifiques (automobile, ferroviaire, construction, santé, etc.) pour le déploiement de la 5G. Un argument peut être avancé en faveur de l'introduction de la 5G, même si les nouvelles applications sont incertaines, a-t-il déclaré, simplement parce que les opérateurs peuvent voir une capacité de données accrue avec un coût par bit amélioré.

Onoe a répété son argument de l'année dernière, à savoir que la génération précédente a souvent connu un boom, juste avant le lancement de la suivante, comme ce fut le cas avec la 3G améliorée (HSPA +) avant le lancement de la 4G LTE, et que le secteur a toujours connu un grand succès générations numérotées. Mais, a-t-il suggéré, une collaboration intersectorielle pourrait changer cela à mesure que de nouvelles applications se développent.

L’idée selon laquelle la 5G pourrait bien constituer la dernière génération en ce qui concerne les grandes avancées technologiques m’intéressait beaucoup. Onoe a déclaré que bien qu'une technologie particulière ait défini chacune des générations précédentes, la 5G est en réalité une combinaison de technologies, de sorte que 5 pourrait être le nombre final à moins que nous ne puissions inventer une innovation technologique novatrice. Néanmoins, il a noté que "des astuces marketing" pourraient signifier que nous verrons un numéro à venir, et que, même si cela peut être astucieux, "c'est la liberté".

L'évolution de la 5G

Un grand nombre de présentations ont donné davantage de détails sur la technologie et les normes et sur leur évolution.

Peiying Zhu, un boursier Huawei, a expliqué comment le 3GPP avait approuvé la version 15 de sa norme, y compris une version non autonome (NSA), qui décrit comment les périphériques 5G pouvaient fonctionner sur un réseau reposant pour la plupart sur la même infrastructure que la 4G LTE. réseaux. Elle a déclaré que les travaux progressaient rapidement vers une version autonome (SA) de cette norme (une version dans laquelle les radios et le cœur du réseau sont conçus pour la 5G), tout comme celle d'une version 16, qui ajouterait davantage de fonctionnalités.

La version 15 prend principalement en charge la bande passante mobile améliorée (eMBB), tandis que les versions ultérieures devraient répondre à un plus grand nombre d'exigences IoT, notamment "des communications ultra fiables et à faible latence, un accès sans fil fixe et des communications de type machine massive", a déclaré Zhu.

La version 15 comprend une «nouvelle radio 5G», avec une variété de nouvelles fonctionnalités, et Zhu a parlé de l'impact des divers changements. Elle a expliqué en quoi les tests utilisant le spectre 3, 5 GHz révélaient une amélioration de 10 fois l'expérience utilisateur, avec un dixième de latence et un dixième du coût par bit des solutions existantes, ce qui rend la 5G très impressionnante pour le haut débit mobile amélioré. Et Zhu a discuté d'autres détails qui pourraient faire partie de la version 16 ou des versions ultérieures de la spécification qui permettraient à d'autres applications.

Mikael Höök, Directeur de la recherche radio à Ericsson Research, a également abordé l'évolution de la norme à mesure qu'elle se dirige vers la vision ITU-2020. Il a expliqué à quel point la nouvelle radio est "ultra-légère" (ce qui signifie qu’elle réduit les interférences et s’éteint lorsqu'elle n’est pas utilisée), tout en offrant une compatibilité en aval, de sorte que de nouvelles capacités puissent être ajoutées. Il a également expliqué comment il peut utiliser plusieurs antennes, a parlé avec un faible temps de latence et a déclaré que la large gamme de spectre offrirait de nombreuses capacités différentes.

Höök a souligné que cela peut fonctionner dans de nombreuses applications différentes, allant d'une couverture très rapide dans les rues et les rues achalandées à l'offre sans fil fixe dans les environnements de banlieue. Il a également parlé de l'automatisation de l'usine.

Lors d'une table ronde qui a suivi, beaucoup de discussions ont eu lieu pour savoir si la nouvelle radio était appropriée pour les applications Internet des objets (IoT), Höök mentionnant les normes 4G existantes, telles que NB-IOT, et d'autres, notamment Zhu et Antti de Nokia. Toskala, parle de nouveaux cas d'utilisation de l'IdO pouvant nécessiter une bande passante plus importante ou une latence plus faible.

Dans le milieu industriel, certains membres du panel ont tenté de répondre à une question sur la manière dont la 5G se compare aux normes IEEE 802 (Wi-Fi), qui fonctionnent généralement sur un spectre sans licence. Höök a déclaré que dans certains cas, un spectre sans licence est suffisant, mais pas lorsque vous avez besoin de "cinq neuf années de fiabilité". Toskala a souligné des fonctionnalités telles que l'authentification 3GPP et les services que les entreprises de télécommunication offrent aux fournisseurs, mais certains membres de l'auditoire ont refusé. Zhu a expliqué comment la 5G est conçue pour la coexistence, de sorte que les normes 5G et 802 puissent fonctionner aux mêmes endroits.

Parlant de la 5G dans les smartphones, Arun Ghosh d'AT & T, directeur du groupe des technologies sans fil avancées pour AT & T Labs, a déclaré qu'il restait la question d'un modèle commercial, car la technologie LTE fonctionnait plutôt bien. Ghosh a déclaré que la 5G concernait davantage d'autres cas, comme dans le cas de véhicules autonomes, où la connexion d'un grand nombre de voitures peut aider dans des domaines tels que la prévention des collisions. Mais presque tous les panélistes ont convenu que nous devrions nous attendre à ce que les combinés prennent en charge les technologies LTE 5G et 4G, ainsi que le spectre mmWave et le spectre traditionnel (inférieur à 6 GHz).

Tous les panélistes étaient assez d'accord avec Ian Wong de National Instruments, qui a déclaré que "les ondes millimétriques fonctionnent mieux que prévu". Beaucoup semblent également être d'accord avec Zhu, qui a déclaré qu'il serait bien d'avoir des bandes mondiales pour la 5G, et elle a plaidé pour une bande de 3, 5 GHz.

5G et au-delà

Alors que la 5G vient tout juste de se préparer pour son premier lancement, les recherches se poursuivent pour l'amener au prochain niveau. De nombreux intervenants ont évoqué les prochaines étapes de la normalisation, mais d’autres se sont davantage concentrés sur les recherches futures.

Thyaga Nandagopal, directrice adjointe de la division des fondations de l'informatique et de la communication (National CCF) à la National Science Foundation, a évoqué l'importante recherche menée dans les universités et les laboratoires nationaux, mais a ajouté qu'il existe une "vallée de la mort" entre ces institutions et sociétés. Pour tenter de combler cette lacune, la NSF a créé un programme appelé PAWR (Platforms for Advanced Wireless Research), dans lequel un consortium industriel et la NSF contribuent chacun à hauteur de 50 millions de dollars à la création de quatre plates-formes urbaines permettant de tester la prochaine génération. systèmes sans fil. Ces plates-formes sont conçues pour fournir un accès ouvert aux chercheurs afin de tester des idées pour de nouveaux systèmes.

Les deux premiers systèmes sont situés à Salt Lake City et à New York. À Salt Lake City, l'Université de l'Utah et l'Université Rice créent des projets connus sous les noms de POWDER (Plateforme de recherche expérimentale ouverte sur les données sans fil) et RENEW (un éco-système reconfigurable pour la prochaine génération de services sans fil de bout en bout).

À New York, le projet s'intitule COSMOS (testé par le logiciel mobile évolué sans fil optimisé pour le cloud en vue d'un déploiement à l'échelle de la ville), qui sera géré par NYU Wireless, Columbia et Rutgers. COSMOS a été conçu pour tester diverses technologies nouvelles dans un environnement urbain complexe. Deux autres plateformes devraient être désignées d'ici juillet 2019.

En effet, lors de la conférence, Ted Rappaport, de NYU Tandon et l'un des directeurs fondateurs de NYU Wireless, s'est déclaré impressionné par la rapidité avec laquelle la technologie mmWave a été adoptée. Il a écrit certains des premiers articles sur le sujet et a joué un rôle déterminant dans la fondation de NYU Wireless en 2012 et de la conférence 5G de Brooklyn en 2014. Ensuite, a-t-il dit, le scepticisme était de savoir si mmWave pourrait fonctionner; depuis, il a été accepté et est en voie de commercialisation.

Interrogée sur le point de savoir si la prolifération de petites cellules utilisant la technologie mmWave pourrait constituer un nouveau problème de santé, M. Rappaport a déclaré qu’il était "impossible de prouver un négatif", les fréquences radio utilisées sont six ordres de grandeur en dessous de la fréquence requise pour les rayonnements ionisants du type créés par les rayons X (corrélés à une probabilité accrue de cancer). En outre, il a noté que les petites cellules et les antennes directives réduisaient à la fois la puissance et l'incidence du contact, et m'a indiqué une étude du National Institutes of Health qu'il a co-écrite intitulée "Sans danger pour les générations à venir".

Plus tard, Rappaport m'a montré des recherches que lui-même et d'autres de l'université font sur l'utilisation du spectre de 140 GHz pour des communications encore plus rapides, peut-être pour une norme future. D'autres participants à la conférence ont également parlé de 90 GHz et de fréquences plus élevées dans la bande D.

Tout dépend de votre perspective. D'une part, la 5G est peut-être proche de la ligne d'arrivée, car elle est enfin prête à être lancée. D'autre part, à bien des égards, cela ne fait que commencer.