En 2019, la 5G est à nos portes. Le lancement européen est fixé à 2020 et la nouvelle norme dépasse très largement le marché des smartphones. Cette FAQ vous permettra d'y voir plus clair sur le successeur de la 4G.

Qu’est-ce que c’est ?

La 5G est, comme son sigle le laisse deviner, la cinquième génération des standards en matière de téléphonie mobile. Elle succédera à la 4G, qui est toujours en cours de déploiement en France en 2019. Pour le dire sommairement, cette nouvelle norme apportera des débits plus importants encore, mais aussi un temps de latence bien plus faible qu’aujourd’hui.

Mais la 5G ne doit pas être vue comme une simple évolution de la 4G. C’est en réalité une technologie de rupture. Elle « se distingue des générations précédentes en ce qu’elle vise, dès sa conception, à intégrer un nombre de cas d’usages inédit », relève l’Agence nationale des fréquences. Dès lors, son employabilité promet d’être très étendue et pourra donc servir dans des secteurs variés, notamment industriels.

5G Orange
La 5G par Orange. // Source : FrAndroid

Quels atouts ?

« Avec la 4G, un film de 800 Mo prend environ 40 secondes à télécharger ; avec la 5G ça serait réduit à une seule seconde », disait en 2014 l’ex-Premier ministre David Cameron.

Voilà quel est son premier atout : la capacité de téléchargement. Les débits en 5G seront jusqu’à 10 fois plus élevés que ceux de la 4G. Si l’on ose un parallèle, la 5G sera une sorte de fibre optique « sans fil » : elle pourrait même atteindre dans certaines situations jusqu’à 20 Gbit/s. En pratique, il faut plutôt s’attendre à une expérience de navigation entre 100 Mbit/s et quelques Gbit/s.

La 5G sera utile pour supporter un nombre croissant de connexions simultanées. // Source : Redd Angelo

Autre atout de la 5G : la latence. Cela désigne le délai de transit d’une donnée entre le moment où elle est envoyée et celui où elle est reçue. Celui-ci sera divisé par 10 par rapport à la 4G, avec un temps de réponse d’à peine une milliseconde. Cette réactivité est cruciale pour l’industrie, car des échanges constants et quasi-immédiats sont requis pour faire émerger des usages comme le transport autonome.

Troisième point fort de la 5G : la densité. Avec elle, la 5G supportera « un nombre très important de connexions mobiles simultanées », commente le régulateur des télécoms. Cela va « multiplier par 10 le nombre d’objets connectés au réseau simultanément », confirme l’agence nationale des fréquences. En clair, il s’agit d’éviter l’engorgement des réseaux à l’heure où tout devient connectable et que les capteurs pullulent.

Quels services espérer ?

Les performances annoncées de la 5G sont telles que les domaines qui vont en profiter sont très nombreux. Pour le mobinaute, la 5G permettra de charger instantanément n’importe quel contenu audiovisuel en haute et en très haute définition (vidéo 4K, vidéo en 3D…) ou de profiter du jeu à la demande (cloud gaming), avec les parties qui sont diffusées directement en streaming entre le joueur et les serveurs du service. C’est ce que proposent Shadow, GeForce Now ou Google Stadia par exemple.

« La 5G continuera d’améliorer les services existants dans le domaine grand public en donnant par exemple l’accès à des contenus vidéo de meilleures définitions et en favorisant le développement d’applications de réalité augmentée ou virtuelle », anticipe l’Agence nationale des fréquence. Mais c’est surtout du côté de l’industrie que la 5G est intéressante.

Arcep Usages 5G
Les usages de la 5G. // Source : Arcep

Outre les débits accrus qui permettent de transférer plus rapidement des données en masse, la 5G, avec sa très faible latence, ouvre des perspectives dans les véhicules autonomes, l’automatisation industrielle ou le domaine de la santé. « Les sauts de performances permis par la 5G devraient également toucher de nombreux secteurs et permettre à de nouveaux usages d’émerger ».

Un graphique de l’ANFR synthétise les grands domaines qui en profiteront : la santé (télémédecine, téléchirurgie, surveillance à distance), la ville intelligente (territoires connectés, sécurité publique, maîtrise énergétique), dans l’industrie (automatisation, robotique, pilotage à distance) les transports (autonomisation, liaisons entre véhicules). Sans parler des usages qu’il reste à créer.

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Quelques domaines qui profiteront de la 5G. // Source : ANFR

Qui va la proposer ?

C’est pour l’instant une inconnue. Un appel à candidatures doit être passé au cours de l’année pour savoir qui souhaite obtenir des fréquences. Évidemment, il est clair que les quatre opérateurs que sont Orange, SFR, Bouygues Telecom et Free Mobile voudront obtenir des blocs de fréquences. Les quatre entreprises en possèdent déjà un certain nombre, mais elles les emploient pour la 2G, 3G et 4G.

Un tableau de bord des expérimentations 5G en France montre d’ailleurs quelles sont les sociétés qui s’y intéressent. Outre les quatre opérateurs, on retrouve des groupes comme EDF et Airbus, tandis que l’une des consultations publiques sur la 5G du régulateur des télécoms a entrainé des retours de la part de la RATP, d’Air France, d’Enedis ou encore de la SNCF. Et il ne s’agit-là que de quelques exemples.

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Les quatre grands opérateurs français sont attendus sur la 5G. // Source : FrAndroid

Cela étant, la perspective de laisser les industriels avoir accès directement aux fréquences 5G n’emballe pas vraiment le gouvernement. Dans une interview donnée au Monde en avril 2019, Agnès Pannier-Runacher, secrétaire d’État chargée des télécoms, estime « qu’il n’y a pas encore de demande très claire de la part d’industriels ». En outre, il faut prendre garde à ne pas trop morceler les fréquences.

« Éclater la bande entre un trop grand nombre d’acteurs peut poser des problèmes dans sa gestion et causer des interférences », prévient-elle. Mais il faudra que les opérateurs jouent le jeu et laissent les industriels profiter pleinement de la 5G et proposer des services spécifiques. Dans le cas contraire, le gouvernement pourrait changer de fusil d’épaule et laisser les industriels concourir pour des fréquences.

Pour quand ?

Tout dépend de quoi on parle : si c’est le lancement de la 5G en France, le rendez-vous est fixé en 2020. C’est en effet à cette date que les premiers déploiements auront lieu et que seront ouverts les premiers services 5G. On ne sait pas encore quelle sera la première ville qui sera desservie en ultra haut débit mobile, ni par qui : un opérateur ? Plusieurs ? Chacun se lancera-t-il dans une ville différente ?

5G europe
Le déploiement de la 5G débutera vraiment à partir de 2020. // Source : Digital Single Market

En principe, le calendrier européen prévoit le lancement du réseau 5G dans au moins une ville par État membre. La prochaine grande échéance est fixée à 2025 : à ce moment-là, il faudra que les opérateurs couvrent les grandes villes et les principaux axes de transport (on suppose les autoroutes et les lignes TGV au minimum, mais aussi, possiblement, tout ou partie des voies secondaires, comme les RER).

Ce qu’il va se jouer cette année, c’est la définition des modalités d’attribution des blocs de fréquences, ainsi que le lancement de la procédure qui permettra aux opérateurs de candidater pour récupérer des nouvelles ressources en fréquences. On s’attend bien sûr à ce que Orange, SFR, Bouygues Telecom et Free Mobile concourent. Les lauréats seront connus en 2020.

Et mon smartphone ?

Cela va sans dire, mais cela va mieux en le disant : pour accéder à un réseau 5G, il faut posséder un smartphone compatible à la 5G. Certes, les premiers modèles arrivent cette année, mais il n’y a aucune raison de se précipiter dessus… tout simplement parce que le réseau 5G n’existe pas encore ! De plus, il ne faut pas perdre de vue qu’il faudra des années avant d’avoir un degré de couverture du territoire correct.

Sans smartphone 5G, impossible de profiter d’un réseau 5G. // Source : Gregory Massari

Plusieurs constructeurs ont annoncé le lancement prochain de terminaux prêts pour la 5G, C’est le cas de Huawei avec le Mate X, LG avec le V50 ThinQ et Motorola avec le Moto z3,  mais aussi Oppo, Sony, ZTE et Orange. Évidemment, les autres marques qui ne sont pas mentionnées ici vont tôt ou tard ajouter dans leur catalogue de futurs smartphones estampillés 5G.

En date du 2 mai, deux produits sont disponibles sur le marché. Le premier est le Galaxy S10 5G, mais en Corée du Sud — un embryon de réseau a d’ailleurs été allumé. Cependant, selon des premiers retours, l’expérience de navigation est décevante. Samsung s’est-il trop précipité pour être le premier, sans prendre garde à la qualité du service proposé ? En tout cas, le voilà en train d’essuyer les plâtres.

Quant au second, il s’agit du Mi Mix 3 5G de Xiaomi. Sa carrière commerciale en Europe a débuté le 2 mai en Suisse. Sa disponibilité dans les autres pays du Vieux Continent n’est pas encore déterminée.

Xiaomi Mi Mix 3 5G
Le Xiaomi Mi Mix 3 5G. // Source : Xiaomi

Quid de la santé ?

D’abord, un rappel de la situation : depuis 2011, les champs de radiofréquences électromagnétiques sont classés dans la catégorie des phénomènes pouvant peut-être être cancérogènes. Il existe donc une incertitude. C’est le Centre international de recherche sur le cancer, une structure rattachée à l’Organisation mondiale de la santé (OMS), qui a procédé à cette classification.

La catégorie dans laquelle se trouvent les ondes est appelée 2B (cancérogènes possibles). Il existe 4 autres niveaux : 1 (cancérogènes), 2A (probablement cancérogènes), 3 (inclassables) et 4 (probablement pas cancérogènes). En clair, le classement 2B est un groupe pour lequel la littérature scientifique n’a pas permis avec certitude d’établir un lien de causalité démontrant la nocivité des ondes.

antenne relais
Un support pour antennes relais. // Source : Leon Brooks

Cela étant, la prudence reste de mise. En début d’année, les services de la ministre de la Santé ont rappelé que la 5G devra s’inscrire dans le cadre réglementaire actuel en ce qui concerne l’exposition du public aux ondes. Impossible pour cette nouvelle norme de s’en affranchir parce qu’elle serait nouvelle prometteuse ou révolutionnaire. Les règles sont les mêmes pour tout le monde.

« Les valeurs limites d’exposition du public aux champs électromagnétiques s’appliquent indépendamment de la technologie (2G, 3G, 4G ou 5G). Les réseaux 5G qui seront déployés par les opérateurs devront donc respecter ces valeurs limites tout autant que les technologies en place aujourd’hui », déclare l’exécutif. Celles-ci vont de 28 V/m (volts par mètre) à 87 V/m, selon les fréquences utilisées.

C’est l’Agence nationale des fréquences (ANFR) qui a la charge de contrôler la conformité des terminaux radioélectriques mis sur le marché, de veiller au respect des valeurs limites réglementaires d’exposition du public, de tenir à jour le protocole de mesure, mais aussi de gérer le dispositif national de surveillance et de mesure de l’exposition aux champs électromagnétiques.

Les limites d’exposition au public sont 50 fois plus basses que les seuils à partir desquels la science a noté un risque

En avril 2019, l’ANFR a remis son rapport pour 2018 après plus de 3 000 mesures. Elle a noté que les niveaux d’exposition du public aux ondes sont globalement nettement inférieurs aux limites réglementaires en vigueur — limites qui sont elles-mêmes cinquante fois plus basses que les seuils à partir desquels les expérimentations scientifiques ont noté un risque.

Cependant, ces mesures n’incluent pas la 5G, qui n’est pas encore déployée.

Or, cette norme a une particularité technique : ses antennes ont une capacité accrue de focalisation du signal. En outre, elle fait appel à de nouvelles gammes d’ondes. Aussi l’ANFR convient « d’approfondir les méthodes de mesures et de préciser les limites sanitaires à adopter ». Ce travail se fera en lien avec l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (ANSES).

Cette organisation est en effet spécialisée dans l’évaluation des risques pour la santé. L’ANFR prévoit de transmettre à l’ANSES les données qu’elle aura recueillies « pour qu’elle conduise au mieux son expertise sur les aspects sanitaires ». Ces travaux sont d’ores et déjà en cours, dans la mesure où des les phases d’expérimentation ont déjà débuté dans plusieurs villes en France.

Quelles bandes de fréquences ?

Il est prévu de dégager au profit de la 5G des fréquences situées pratiquement sur tout le long du spectre radioélectrique. L’Agence nationale des fréquences (ANFR) précise qu’elles peuvent être classées en deux grandes catégories. Les fréquences dites « basses » ont une large couverture et une bonne propagation à l’intérieur des bâtiments. Quant aux fréquences dites « hautes », elles ont une forte capacité, mais une propagation limitée dans les bâtiments.

Ceci étant dit, la stratégie consiste à utiliser à la fois de nouvelles fréquences dans la bande du spectre radioélectrique, mais aussi celles déjà attribuées pour faire passer des données en 2G, 3G et 4G. Pour l’heure, deux nouveaux blocs seront utilisés pour la 5G : celui de la bande 3,5 GHz (3,4 – 3,8 GHz) et celle, plus haute, de la bande 26 GHz (24,25 ‑ 27,5 GHz). Cette dernière appartient à la catégorie des ondes millimétriques (voir ci-après).

Des tests ont d’ores et déjà lieu pour la bande 3,5 GHz.

Les bandes de fréquence 5G identifiées. Et les autres. // Source : ANFR

D’autres fréquences ont aussi été identifiées comme adaptées à la 5G. C’est le cas des bandes situées dans la tranche des 700 et des 800 MHz, ainsi que celle à 1,5 GHz. Celles-ci sont idéales pour la pénétration dans les bâtiments et sont complémentaires des autres citées plus haut, davantage taillées pour apporter des capacités accrues en termes de vitesse de téléchargement.

À mesure que le déploiement de la 5G se fera, les opérateurs pourront demander au régulateur des télécoms de recycler les bandes de fréquences utilisées pour la 2G, 3G et la 4G afin que les opérateurs disposent de plus de ressources pour l’ultra haut débit mobile. Cette réassignation n’est pas une nouveauté : Bouygues Telecom, Orange et SFR utilisent la bande 1 800 MHz pour faire de la 4G au lieu de la 2G.

Enfin, l’Agence nationale des fréquences précise que la prochaine conférence mondiale des radiocommunications, prévue en novembre, sera l’occasion de désigner de nouvelles bandes de fréquences. Il est question des bandes 31,8 – 33,4 GHz, 37 – 43,5 GHz, 45,5 – 50,2 GHz, 50,4 – 52,6 GHz, 66 – 76 GHz et 81 – 86 GHz. « Ces fréquences sont inédites en utilisation terrestre pour un service destiné au grand public », dit-elle.

Dans tous les cas de figure, la libération de ces bandes devra être organisée pour que l’on puisse y les faire migrer sur la 5G.

Ondes millimétriques ?

Les ondes millimétriques sont, comme leur nom l’indique, des ondes dont la longueur d’onde est très resserrée : l’écart entre deux crêtes va d’un centimètre à un millimètre. Tombent dans cette appellation toutes les ondes dont les fréquences vont de 24 à 86 GHz. En-dessous de 24 GHz, on parle d’ondes centimétriques. Vous devinez pourquoi. Cet écart peut atteindre jusqu’à dix centimètres.

En dehors des usages militaires, ces ondes n’étaient pas vraiment exploitées, parce que l’on croyait le signal trop instable — mais aussi parce qu’on ignore leurs effets sur la santé. Plus les fréquences sont élevée et moins la portée du signal est importante, et les ondes millimétriques ont la réputation de mal supporter la pluie, de ne pas (bien) traverser les murs et d’avoir une portée plus courte (elles seraient donc intéressantes pour couvrir  des superficies réduites, mais fortement fréquentées).

Fréquences et longueur d'ondes
Plus la longueur d’onde s’étale, plus la fréquence est basse. // Source : Benjamin Abel

Toutefois, des travaux réalisés au sein de l’université de New York indiquent que certaines fréquences ne souffrent pas d’atténuation et peuvent se comporter d’une manière presque similaire à celles des réseaux actuels. En décembre 2015, la conférence mondiale des radiocommunications a autorisé la planification et l’utilisation de ces longueurs d’onde pour le mobile d’ici 2019.

Ces bandes millimétriques « vont permettre d’atteindre des débits beaucoup plus importants », commente l’ANFR. « La bande 26 GHz, à ce jour la bande la plus élevée jamais utilisée en technologie cellulaire, sera la clé du très haut débit de ‘la fibre sans fil’ que promet la 5G. Sa capacité de pénétration des bâtiments est en revanche très faible et sa portée limitée ». C’est pour cela que d’autres bandes seront sollicitées.

Des sociétés comme Google et Facebook espèrent couvrir des zones avec des réseaux millimétriques à l’aide de drones, mais ces projets ne seront pas réalisés avant plusieurs années. Toutefois, aux États-Unis, la société Starry commercialise déjà un accès à Internet sans fil de 1 Gbit/s en utilisant les très hautes fréquences. L’offre de Starry repose sur un réseau d’antennes émettrices placées sur les toits des immeubles et d’antennes réceptrices placées à la fenêtre des usagers, communicant avec un modem à l’intérieur du logement. À débit similaire, les ondes millimétriques pourraient donc directement concurrencer les offres de fibre optique.

Quid de la 6G ?

Cela peut paraître surprenant de parler de la 6G alors que la 5G n’est pas encore une réalité concrète. Et pourtant ce sujet est arrivé sur la table au détour d’un message publié le 21 février par Donald Trump sur Twitter. Intervention qui, comme à chaque fois que le président américain prend la parole, a déclenché moult moqueries sur le réseau social.

Que dit-il ? « Je veux la technologie 5G, et même 6G, aux États-Unis dès que possible. Elle est beaucoup plus puissante, plus rapide et plus intelligente que la norme actuelle. Les entreprises américaines doivent redoubler d’efforts ou se laisser distancer. Il n’y a aucune raison que nous soyons à la traîne ». D’aucuns se sont alors demandé si Donald Trump savait de quoi il parlait.

Donald Trump et Ajit Pai
Donald Trump le 12 avril lors d’un discours sur le déploiement de la 5G aux États-Unis // Source : Tia Dufour

Toujours est-il que la 6G est un potentiel sujet de recherche. En début d’année, on a ainsi appris que le partenariat entre LG Electronics et l’Institut des sciences et technologies avancées de Corée (KAIST) pour développer des technologies qui seront essentielles au réseau 6G.  Selon Le Point, l’université du Jiangsu, en Chine, a aussi mis en place un groupe de recherche dédié.

À quoi pourrait servir cette 6G ? Selon l’International Research Journal of Engineering and Technology, elle permettra non seulement d’augmenter les débits (jusqu’à 100 fois ceux de la 5G), mais aussi d’intégrer les satellites pour une couverture mondiale. Ils permettraient aussi de faciliter l’utilisation d’hologrammes à en croire les premiers échos qu’on lit dans la presse.

En réalité, la 6G pourrait ne jamais voir le jour. C’est ce qu’a suggéré fin 2017 Neil McRae, architecte en chef du réseau de l’opérateur britannique BT Group. « Espérons que nous n’aurons pas besoin de 6G », a-t-il déclaré, selon Lightreading. En creux, si la 5G est assez révolutionnaire et flexible, alors l’évolution des réseaux mobiles pourrait se poursuivre sans passer par la création de nouveaux standards.

Article publié initialement le 15 mars 2016

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