Orange avait invité une partie de la presse à son salon de la recherche, organisé pour la première fois dans son nouveau campus dédié à l’innovation, Orange Gardens. L’occasion pour nous de discuter avec les personnes en charge des futures innovations de la marque, et ce notamment au niveau du réseau mobile du futur : la 5G.

5G-Orange

Pour rappel, la 5G, attendue à l’horizon 2020, a pour objectif majeur de permettre de connecter une diversité toujours plus grande de terminaux, de servir de socle à l’Internet des Objets, de réduire la saturation des réseaux existants et d’améliorer le débit. Pour cela, les opérateurs, dont Orange, travaillent sur deux aspects cruciaux des futurs protocoles, la consommation et la latence des réseaux.

En plus de servir les objets connectés, les expérimentations d’Orange menées au cours de l’année 2016 ont montré qu’il existait un véritable atout quant à l’utilisation de la 5G dans un but de densification du réseau dans certaines zones urbaines. Si vous souhaitez tout savoir sur la 5G, nous vous recommandons de vous tourner vers ce dossier que nous avions rédigé il y a quelques mois, et nous focaliserons ici sur l’apport de la 5G dans un scénario concret portant sur une zone très dense.

 

Les technologies de la 5G au secours de la 4G

Jusqu’à présent, les différentes technologies mobiles ont reposé sur l’utilisation de bandes de fréquences dites « UHF » (ultra hautes fréquences) entre 300 MHz et 3 GHz. Cependant, alors que les fréquences de la 4G en viennent à empiéter sur d’autres services, il faut trouver de nouvelles fréquences à exploiter, afin de pouvoir répondre à la demande en débit, toujours plus importante.

C’est précisément parce que la 5G se situe à des fréquences bien supérieures, autour de 30 GHz, aussi appelés « ondes millimétriques« , qu’elle pourrait permettre d’assurer une décongestion des réseaux dans certaines zones très denses. La démonstration présente au salon de la recherche d’Orange montrait ainsi l’apport de ces technologies grâce une simulation en 3D du quartier des Halles à Paris, qui constitue un des endroits les plus denses en termes de population et donc de besoin en débit.

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Moins de saturation et plus de débits

Grâce à celle-ci, on pouvait observer le bénéfice combiné de plusieurs techniques afin de fournir un débit bien supérieur à un grand nombre d’utilisateurs. Déjà, l’utilisation de ces bandes de fréquences autour de 30 GHz permet l’utilisation d’antennes bien plus compactes, et permet donc l’utilisation de plusieurs antennes par support, pour assurer une meilleure décongestion d’un lieu. De plus, selon l’opérateur, l’utilisation de ces fréquences permettrait d’avoir accès à des bandes jusqu’à 50 fois plus larges qu’actuellement, pour augmenter le débit.

Si un des inconvénients théoriques de l’utilisation de bandes de fréquences très élevées comme celles-ci autour de 30 GHz se situe au niveau de la distance couverte par une antenne, en pratique les chercheurs m’ont avoué avoir été surpris par les résultats obtenus. Grâce à la combinaison possible de plusieurs antennes sur un même support, l’utilisation d’une évolution de la technologie MIMO ainsi que l’emploi du Beamforming, il est possible d’atteindre une portée de plusieurs centaines de mètres avec une ligne de vue dégagée. La portée et la zone couverte seront toutefois inférieures aux fréquences basses utilisées actuellement sur la 4G. Les hautes fréquences auront également du mal à pénétrer à travers les murs.

Dans leur simulation, une des personnes en charge de ce projet indiquait avoir prévu au départ plusieurs antennes 5G pour couvrir la zone simulée, avant de se rendre compte que cela n’était pas nécessaire afin d’atteindre une amélioration très sensible des débits pour les utilisateurs. En effet, une deuxième vue suivant un piéton rentrant dans la zone permettait de constater le passage d’une antenne 4G fournissant quelques mégaoctets par seconde de débit à une antenne 5G permettant de dépasser plusieurs centaines de mégaoctets par seconde dès lors qu’il entrait dans la zone couverte.

 

Un long chemin avant la démocratisation de la 5G

Pour autant, et malgré cette démonstration plutôt impressionnante, il reste de nombreuses problématiques à adresser. Tout d’abord, on ne sait pas encore totalement de quoi sont capables ces futures « ondes millimétriques » et il est donc nécessaire de continuer les expérimentations afin de pouvoir passer à une vision à plus grande échelle de ces réseaux.

Ensuite, il reste encore un important travail normatif. Si cela n’empêche pas les constructeurs et opérateurs de développer de nouveaux modems, comme celui récemment annoncé de Qualcomm, cela représente une étape indispensable dans le développement de tout protocole réseau digne de ce nom.

Enfin, il reste un volet législatif important, à la fois au niveau national et international. En effet, au niveau national l’ARCEP n’a pas encore prévu d’enchères sur ces bandes de fréquences, se limitant à des fréquences plus proches de celles qu’on connaît actuellement. Au niveau international, l’Union européenne n’a pas encore décidé fermement de toutes les modalités concernant ces réseaux du futur, et nous restons donc dans le flou.

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