Les technologies 5G à l'honneur à mwc 2016

Pour moi, le thème le plus important du Congrès mondial de la téléphonie mobile de cette année était la 5G. Partout où je marchais, je voyais une démo ou un panneau proclamant que la 5G allait bientôt arriver, même si le standard actuel ne devait pas être ratifié avant 2018. Mais contrairement à la transition vers la LTE, il semble que ce soit un cas où presque tout le monde veut d’être parmi les premiers, même s’ils ne savent pas exactement ce que seront les réseaux 5G finaux.

Tous les principaux fournisseurs d'infrastructures de télécommunication et de modems haut de gamme - Ericsson, Huawei, Nokia, Qualcomm et Intel - avaient présenté des démonstrations 5G lors du salon, et beaucoup étaient plutôt impressionnants, avec des vitesses prometteuses de 20 Gbps ou plus rapides. Cependant, une chose que je me suis rendue compte tout en discutant avec nombre de ces fournisseurs est que la vitesse brute pour un utilisateur individuel n’est pas vraiment l’objectif. L’objectif est plutôt de pouvoir accueillir un nombre croissant d’utilisateurs, chacun consommant de plus en plus de contenu sur le réseau sans fil et travaillant simultanément avec des milliards d’appareils supplémentaires connectés (via l’Internet des objets ou IoT), mais peut avoir des besoins de données très bas ou peu fréquents.

Les démonstrations les plus éclatantes du salon se sont concentrées sur le premier domaine, les entreprises évoquant l’utilisation de nouveaux spectres, notamment les bandes 4G traditionnelles, le spectre sans licence (y compris celui souvent utilisé par le Wi-Fi de nos jours) et le spectre en mmWave - spectre supérieur à 6 GHz, qui ne voyagez pas aussi loin mais est beaucoup plus disponible. Et la plupart des fabricants montraient des solutions impliquant plusieurs radios et un grand nombre de petites antennes utilisant une technique appelée MiMo (plusieurs entrées, plusieurs sorties, également utilisée en Wi-Fi).

L'un des objectifs semble être un réseau unique pouvant être divisé ou subdivisé de nombreuses autres manières, avec une technologie qui, en théorie, donne aux utilisateurs des vitesses de connexion plus rapides. Maintenant, je ne pense pas que la plupart des gens se soucient vraiment de la différence entre 150 Mbps et 1 Gbps quand ils regardent Facebook sur leur téléphone, mais un gros avantage de la vitesse plus rapide est que chaque connexion peut être sur et hors du réseau beaucoup plus rapidement, permettant ainsi plus de capacité.

"Nous avons des problèmes", explique Theodore Sizer, responsable du laboratoire de recherche chez Bell Labs, parce que nous utilisons énormément de données mobiles et que cet usage ne cesse de croître. D'ici 2020, a-t-il déclaré, nous aurons besoin de nouvelles méthodes pour gérer à la fois l'augmentation spectaculaire du nombre d'utilisations actuelles et la gestion de millions de nouveaux périphériques sur le réseau. Il a déclaré que pour ce faire, nous aurions besoin d'une radio plus polyvalente dotée d'une nouvelle interface hertzienne conçue pour connecter des millions d'utilisateurs et de nombreux périphériques IoT à faible débit de données. Sizer a décrit la solution comme un "système de systèmes" dans lequel l'utilisateur final ne devrait pas avoir besoin de savoir sur quel réseau il se connecte.

Nokia montrait son accès radio AirScale, qui, selon elle, est la première station de base disponible dans le commerce à prendre en charge la 5G. Le système utilise 8x8 MIMO et une nouvelle conception pour l'optimisation des informations dans les "trames" transmises par LTE qui réduit la latence en dessous de 1 milliseconde. Nokia a également présenté un récepteur incluant des fonctions telles que la direction du faisceau, la prise en charge précoce des technologies mm Wave et la capacité de fonctionner avec les technologies LTE et 5G. Une démonstration a montré un système de test capable de fournir plus de 20 Gbps de connectivité.

Rival Ericsson a présenté l’un des plus grands ensembles de démos 5G au salon, démontrant ainsi la prise en charge du nouvel accès "NX" pour la 5G ainsi que des versions évoluées du LTE.

Erik Dahlman, expert principal en technologies d'accès radio pour Ericsson Research, a déclaré que la nouvelle interface radio ne serait pas radicalement différente, mais plutôt une évolution couvrant beaucoup plus de spectre. Il a expliqué que NX inclurait la possibilité de "former un faisceau" - en utilisant des composants électroniques pour contrôler de petites antennes afin de suivre un utilisateur mobile tout en utilisant une petite tranche du spectre. Les tests initiaux utilisent MU-MIMO (MIMO multi-utilisateur), ainsi que la formation et le suivi de faisceaux, le débit pouvant atteindre 30 Gbps. Les démos ont montré des connexions de plus de 20 Gbps.

M. Dahlman a expliqué comment un réseau 5G tirerait parti du spectre mmWave, LTE et Wi-Fi, mais a déclaré que l'utilisateur final ne le verrait pas. Il est tout aussi important, a-t-il déclaré, de connecter plusieurs sites et de rendre le réseau global plus simple et plus facile à gérer.

Notant que la pression pour des débits de données plus élevés et pour l'IoT sont vraiment "deux choses complètement différentes", Dahlman a expliqué comment Ericsson travaille avec différents partenaires sur des cas d'utilisation spécifiques, de la fabrication à la robotique, en passant par le transport en commun urbain.

Les dirigeants de Qualcomm ont présenté diverses technologies nouvelles sur son stand, notamment la technologie mm Wave, l’utilisation de plusieurs antennes et la formation de faisceaux pour les connexions, même dans des emplacements sans visibilité directe, avec une fréquence de 28 GHz.

Mais l’un des gros messages de la société a été de faire de la 5G une nouvelle étape de la LTE 4G, avec de nombreux dirigeants qui insistent sur le fait que pour bien fonctionner avec les modems 5G, il faut avoir déjà bien réussi avec les modems 4G, ce qui n’est pas si subtil. creuser chez Intel. La société a mis l'accent sur son nouveau modem X16 LTE, capable d'atteindre une vitesse de 1 Gbps cette année.

Qualcomm a beaucoup insisté sur la nécessité pour les réseaux 4G, 5G et Wi-Fi de fonctionner conjointement avec un accès simultané pour créer un réseau unique.

Intel, qui a annoncé les plans de son modem XMM 7480 LTE de prochaine génération lors du salon, a également adopté la technologie 5G. La société a présenté sa propre plate-forme d’essai mobile 5G, y compris un routeur de test relativement petit, ainsi que des démonstrations comprenant une démonstration démo Wave à 60 GHz.

Dans une présentation, Aicha Evans, directeur général du groupe Communications et périphériques d'Intel, a déclaré: "Personne ne dirigera seul", et a déclaré que la 5G nécessiterait une coopération sans précédent.

Intel travaillait avec Ericsson sur plusieurs démonstrations, dont une très visible de SK Telecom, dans laquelle l’opérateur coréen affichait jusqu’à 20 Gbps en utilisant une station de base Ericsson et une technique appelée découpage en réseau.

Spectre sans licence

Qualcomm est également un grand partisan de l'utilisation du spectre sans licence et a soutenu à la fois le LTE-U (utilisant le LTE sur le spectre sans licence) et le LAA (accès assisté par le LTE, qui semble gagner du terrain en Europe), qui utilisent tous deux des transporteurs LTE réglementés. complété avec spectre sans licence.

Cette année a vu la sortie de MuLTEFire, une idée légèrement différente de l’utilisation de la technologie LTE dans les bandes sans licence, mais sans exiger de contrat ou de connexion du transporteur.

Tous les grands acteurs - Ericsson, Intel, Nokia et Qualcomm, ainsi que des sociétés plus petites mais peut-être surprenantes comme Ruckus Wireless - sont apparus lors du lancement, qui promettait "des performances similaires à celles du LTE, avec une simplicité semblable au Wi-Fi". L'idée est que vous obtenez plus de fiabilité et de performance, tout en restant facile à déployer. Lors du lancement, de nombreux fournisseurs ont expliqué à quel point cela pourrait être facile et que cela ferait partie d'un futur standard 3GPP version 13, une évolution à venir du LTE.

Les gros fournisseurs LTE sont tous de la partie, mais l’utilisation des bandes sans licence pour le LTE reste controversée, émanant souvent d’organisations ayant un intérêt direct dans les réseaux Wi-Fi. Phil McKinney, PDG de CableLabs, s’est plaint que MuLTEfire, comme LTE-U, n’ait pas encore subi de «tests impartiaux», et a déclaré qu’il était important que les systèmes puissent partager le spectre.

En passant, alors qu'un certain nombre de fabricants d’équipements de réseau 5G ont évoqué l’utilisation possible des systèmes 5G en tant qu’alternative au service large bande fixe, CableLabs a évoqué le DOCSIS en duplex intégral, qui serait également un modèle de câble permettant de fournir 10 Gbps en amont et en aval. Il s’agit d’une spécification qui vient d’être annoncée, mais un service symétrique pourrait être possible avec des gaines de câble standard dans quelques années, selon Belal Hamzeh, responsable des technologies de réseau pour les laboratoires de recherche de l’industrie du câble.

Croissance mobile continue

Le besoin de capacité supplémentaire semble assez clair. Le mois dernier, Cisco a mis à jour sa prévision mondiale des données mobiles Index du réseau visuel pour montrer que le trafic mobile dans le monde entier a augmenté de 74% en 2015, pour atteindre 3, 7 exaoctets par mois. Selon la société, le trafic de données mobiles a été multiplié par 4 000 au cours des 10 dernières années et par près de 400 millions de fois au cours des 15 dernières années. Il est intéressant de noter que les connexions 4G ne représentent que 14% des connexions mobiles mondiales (bien qu’elles représentent 47% du trafic), car dans de nombreuses régions du monde, les réseaux 3G et même plus anciens sont encore répandus.

La vitesse moyenne de la connexion cellulaire était légèrement supérieure à 2 Mbits / s, et le trafic vidéo représentait 55% du trafic total de données mobiles, a indiqué l'étude. L'étude prévoit qu'en 2020, le trafic mensuel mondial de données mobiles atteindra 30, 6 exaoctets, soit huit fois plus; il y aura 11, 6 milliards d'appareils connectés au mobile dans un monde de 7, 8 milliards d'habitants; et le trafic vidéo sera multiplié par 11, représentant 75% du trafic mondial total de données mobiles.

Des tests

Alors, quand pouvons-nous espérer voir ces réseaux dans le monde réel? La normalisation n'est pas attendue avant 2018, mais cela ne semble pas ralentir le nombre d'essais en cours dans divers endroits du monde.

À un moment donné, l'objectif semblait être de faire fonctionner les premiers réseaux 5G avant les Jeux olympiques d'été de 2020 au Japon, mais les opérateurs et les fabricants de composants sont devenus plus agressifs. Bien que la norme ne soit pas complètement terminée avant 2018 ou 2019 au plus tôt, les éditeurs de télécoms coréens espèrent disposer d'un véritable système opérationnel d'ici les Jeux olympiques d'hiver de 2018, dans moins de deux ans. Samsung a annoncé qu'il allait commencer les essais d'un système 28GHz à Séoul à temps pour les Jeux olympiques d'hiver 2018.

Ericsson, Huawei et Nokia collaborent maintenant pour créer un réseau de test 5G en Finlande (5GTNF). Pendant ce temps, Ericsson teste un système pré-standard 5G à 15 GHz dans les rues de Stockholm.

Aux États-Unis, Verizon a effectué des tests sur le terrain dans certaines villes du New Jersey avec Samsung. Ce dernier a déclaré avoir effectué un essai précommercial avec Nokia à Dallas-Fort Worth, notamment en vérifiant la pénétration des signaux 5G à l'intérieur. Il a été assez agressif sur les horaires, suggérant qu'il pourrait lancer un service 5G ou "pré-5G" dès l'année prochaine.

Dans le même temps, AT & T a annoncé son intention de commencer à tester la 5G cette année et a annoncé son intention de travailler avec Ericsson et Intel, à Austin.

Il reste encore beaucoup à apprendre de ces tests, notamment en ce qui concerne la vitesse, les interférences et la facilité de déploiement, et si cela pourrait éventuellement remplacer le haut débit dans les zones rurales. Une grande question sera de savoir comment ces technologies résistent dans des conditions climatiques réelles et dans des endroits où elles doivent coexister avec les normes LTE, Wi-Fi et Bluetooth existantes.

Et bien sûr, il existe des idées contradictoires pour les normes - rappelez-vous que la majeure partie du monde utilise la variante FD «duplex par répartition de fréquence» du LTE, mais que China Mobile - le plus grand opérateur du monde - utilise le «duplexage par répartition dans le temps» TDD. Les fournisseurs parlent tous de la possibilité de faire converger ces systèmes vers un seul standard 5G. L'UE a signé des accords de coopération avec la Chine, la Corée du Sud, le Japon et, plus récemment, le Brésil, afin de garantir la mise en place d'une norme unique 5G dans le monde. Mais la pression concurrentielle - y compris les licences de brevets - a déjà bloqué de nombreuses normes, nous ne le saurons donc pas avant la fin des travaux.

Une chose semble évidente, c'est que la technologie 5G est à venir et que nous allons probablement voir une version étendue du LTE, des améliorations de "LTE-Advanced" et même certaines "technologies antérieures à la 5G" arriver sur le marché au cours des deux prochaines années. même si un réseau 5G complet n’est pas encore prêt. Le nouveau réseau devrait être plus rapide et prendre en charge un plus grand nombre d'appareils, mais pour les utilisateurs, le gros avantage serait peut-être simplement qu'il restera fiable tout en nous permettant d'obtenir le contenu que nous voulons à un coût raisonnable.