Définitions et termes de la 5G

Le NSA signifie « non-standalone access ». Il s'agit d’un mode de déploiement de la technologie 5G qui s'appuie sur les installations existantes du réseau 4G afin de monter graduellement en puissance pour proposer des débits plus importants. Ainsi, en 5G-NSA, un smartphone compatible se connectera au réseau 5G en complément du réseau 4G selon les conditions et les disponibilités.

SA signifie « standalone access ». C'est le réseau 5G qui dispose de ses propres installations. La 5G SA comporte d'importantes améliorations en termes de débit et de latence pour les utilisateurs, et est totalement indépendante du réseau 4G. Parvenir à un réseau complet 5G SA nécessite des investissements lourds puisqu'il faut déployer de nouvelles plateformes (en particulier dans le coeur de réseau). Cette évolution 5G-SA ne sera donc disponible partout qu'après son déploiement.

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C'est une manière d'organiser et de segmenter un réseau téléphonique afin qu'il réponde à des usages différents en termes de qualité de service. Tous les objets connectés n'ont pas les mêmes besoins. Un réfrigérateur connecté peut se contenter d'une latence peu élevée et d'un débit moindre, là où un streaming embarqué dans une voiture connectée nécessitera débit et réactivité. En découpant virtuellement un réseau, le network slicing permet de créer des « tranches » pour chaque usage. Ainsi, les terminaux et les usages les plus pointus auront accès à un débit très élevé et une latence quasi nulle. Le « network slicing » sera grandement facilité grâce à la 5G et ouvre la voie à des usages et des offres toujours plus personnalisés.

L'architecture edge computing réduit la latence, améliore la réactivité, et minimise la bande passante nécessaire en traitant les données à proximité de la source de leur génération, plutôt que dans un centre de données centralisé. En rapprochant le traitement et l'analyse des données de l'endroit où elles sont créées, comme des capteurs ou des appareils IoT, cette approche est particulièrement bénéfique pour les applications nécessitant un traitement en temps réel, telles que les véhicules autonomes, la surveillance industrielle, et les villes intelligentes, permettant ainsi des décisions plus rapides et une meilleure gestion des ressources.

La couverture 5G correspond à la zone géographique ou à la part de la population qui a accès aux signaux du réseau mobile de cinquième génération (5G). Elle se mesure généralement à travers deux indicateurs clés : le taux de couverture de la population (le pourcentage de résidents habitant dans une zone desservie) et le taux de couverture du territoire (la superficie physique couverte). En France, la validité des méthodes de calcul de couverture déclarées par les opérateurs est encadrée et régulièrement contrôlée par l'ARCEP. Cette couverture varie selon les bandes de fréquences utilisées, les bandes basses (700 MHz) offrant une portée étendue et une bonne pénétration dans les bâtiments, tandis que les bandes de fréquences moyennes et hautes (comme le 3,5 GHz, cœur de la 5G) apportent des débits optimaux et une plus grande capacité réseau dans les zones urbaines et denses.

C'est le volume de données et d'informations capable de circuler sur un réseau à un moment donné. Plus la bande passante proposée par le réseau est élevée, plus vous pourrez utiliser votre connexion Internet de manière intensive (streaming de vidéo en 4K, réalité virtuelle ou augmentée, téléchargement de fichiers très lourds, etc.). On parle de bande passante pour mesurer la capacité d'une connexion Internet ou de celle d'un réseau téléphonique. La 5G offre ainsi une bande passante jusqu'à dix fois supérieure à celle de la 4G et ouvre la voie à de nouvelles innovations. La bande passante est mesurée en mégabits par seconde (Mb/s) ou en gigabits par seconde (Gb/s) pour les connexions les plus rapides.

C'est la mesure de la vitesse avec laquelle circulent des données sur un réseau. Il est mesuré en mégabits par seconde (Mb/s) ou en gigabits par seconde (Gb/s) et se compose de deux aspects :
• Le débit ascendant (ou « upload » en anglais) : c'est la vitesse à laquelle vous envoyez des données sur internet. Il s'agit, par exemple, de l'envoi de fichiers sur Dropbox, de la mise en ligne d'une vidéo sur YouTube ou de la diffusion d'une photo sur Instagram.
• Le débit descendant (ou « download » en anglais) : c'est la vitesse à laquelle vous recevez des données depuis Internet. Il s'agit, par exemple, du téléchargement de fichiers depuis Google Drive, du visionnage de vidéos sur Netflix, ou d'une visioconférence par Zoom.

À noter que le débit sera toujours plafonné par la limite imposée par la bande passante.

La latence caractérise le temps mis par un paquet d’information pour circuler dans le réseau. En pratique, elle se traduit comme le décalage de temps entre le moment où l'utilisateur fait une action et le moment où cette action est réellement exécutée. Ce délai constitue le temps de réaction d’un réseau. Dans un jeu en ligne, si vous appuyez sur une touche, mais que votre personnage ne réagit pas immédiatement, c'est que la latence est trop importante. Plus la latence est basse, plus l'action est immédiate. Avec le déploiement de la 5G, la latence sera considérablement réduite, permettant le développement d'usages nouveaux comme la télémédecine, le développement des véhicules autonomes et l'industrie 4.0.

La fréquence est une caractéristique importante du champ électromagnétique émis par les antennes des réseaux des opérateurs mobiles. Le champ se propage dans l’air et véhicule les informations utilisateurs pour les deux sens de la communication (ascendant et descendant). Chaque génération de réseau mobile repose sur des bandes spectrales dédiées. En France, l’attribution de ces fréquences stratégiques est régulée par l'ARCEP, tandis que l'ANFR assure la planification globale du spectre, délivre les autorisations d'implantation des antennes et contrôle l'exposition du public aux ondes électromagnétiques. La 5G s'appuie sur trois types de bandes de fréquences :

• 700 MHz et 2100 MHz (déjà exploitées en 4G) : permettent d'assurer une couverture très large et une excellente pénétration dans les bâtiments, mais avec des performances de débit plus limitées.
• 3,4 - 3,8 GHz (bande cœur de la 5G) : offre le meilleur compromis entre vitesse de transmission, portée du signal et pénétration en intérieur.
• 26 GHz (bande millimétrique) : permet d'obtenir des débits extrêmement importants mais sur des distances très courtes. En France, leur attribution future à grande échelle reste soumise au calendrier fixé par le régulateur.

Les Millimeter waves se réfèrent aux bandes de fréquence très élevées (notamment la bande 26 GHz en France) utilisées par la 5G pour fournir des débits de données extrêmement élevés, comparables à ceux de la fibre optique. Ces ondes permettent de transporter un volume d'informations bien plus important et de réduire la latence. En contrepartie, leur portée physique est courte et elles sont facilement bloquées par des obstacles matériels (murs, vitrages). Pour optimiser leur propagation, le réseau s'appuie sur l'utilisation conjointe de technologies d'antennes avancées comme le massive MIMO et le beamforming.

IoT -acronyme anglais de « Internet of Things » ou « l'internet des objets » en français- est la capacité de connecter des objets physiques à un réseau afin de transmettre des informations et données comme la géolocalisation d'un camion, la consommation d'un compteur électrique, ou le relevé de température et d'hygrométrie d'un champ, entre autres exemples. Plus les besoins sont importants et plus le nombre d'objets connectés augmente. On parle alors de massive IoT (« l'Internet des objets massif »). Dans cette catégorie, le débit d’information compte moins que la capacité à connecter un très grand nombre d'objets (plusieurs milliers ou millions selon les cas). Le but du massive IoT est de transmettre uniquement les données nécessaires tout en rationalisant la consommation électrique des capteurs. Pour optimiser l'ensemble de votre écosystème connecté, nous vous accompagnons grâce à nos solutions IoT et M2M industrielles.

"RedCap" (Reduced Capability) est une fonctionnalité introduite par la 3GPP (3rd Generation Partnership Project) dans la Release 17 des spécifications de la 5G. Elle est conçue pour répondre aux besoins des appareils ayant des exigences de communication moins intensives, par exemple les objets connectés et les appareils IoT (Internet of Things) qui ne nécessitent pas des débits élevés ou une latence ultra-faible. RedCap pour la 5G est une option de connexion réseau plus légère mais plus économique destinée aux appareils qui n'ont pas besoin des performances complètes de la 5G, mais qui peuvent tout de même bénéficier de la connectivité et de l'évolutivité offertes par cette technologie.

Née de la convergence des technologies numériques et du monde de la production industrielle traditionnelle, l'industrie 4.0 est une nouvelle génération d'industries où le monde physique et le monde digital fusionnent. Au quotidien, les équipes humaines interagissent avec des machines, des logiciels et des outils pilotés par un système d'intelligence artificielle nourri grâce aux données collectées par de très nombreux capteurs. Cette fusion progressive basée sur la collecte et l'exploitation des données constitue une nouvelle façon d’organiser les moyens de production.

Il s'agit d'un réseau électrique intelligent doté de nombreux capteurs afin d’assurer l’équilibre entre l’offre et la demande d’électricité à tout instant pour fournir un approvisionnement sûr, durable et compétitif. Les smart grids permettent d'améliorer l'efficacité de la distribution et la transparence de la chaîne d'approvisionnement énergétique. Les smart grids sont souvent intégrés dans les réflexions liées aux smart cities. Ils sont ainsi plus résilients en cas de catastrophe naturelle avec une remise en service rapide, ils induisent une réduction des coûts d'exploitation et de gestion, et s'intègrent mieux à des systèmes d'énergie renouvelable, quelle qu'en soit l'échelle.

C'est un espace urbain construit pour être connecté et intelligent, grâce à l'analyse des nombreuses données collectées via différents capteurs. L'IoT (l'internet des objets) est ainsi une partie intégrante de la philosophie de la smart city. Ce concept peut toutefois s'appliquer à un simple immeuble, un quartier, un village ou une agglomération. En général, la smart city se caractérise par une nouvelle mobilité, une plus grande conscience environnementale, un développement local intelligent pour encourager l'innovation, la recherche et la formation, et une gouvernance partagée pour un contrôle sur les données échangées, et inventer une nouvelle démocratie locale.

Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output) est une technologie clé pour la 5G, permettant d'augmenter considérablement la capacité et l'efficacité des réseaux sans fil. Elle utilise un grand nombre d'antennes, souvent des dizaines ou des centaines, sur une seule station de base pour transmettre et recevoir des données simultanément. Cela améliore la couverture et le débit des utilisateurs, en particulier dans les zones densément peuplées. En exploitant des faisceaux directionnels, massive MIMO réduit les interférences et améliore l'efficacité spectrale, rendant les réseaux mais robustes et réactifs aux besoins croissants de connectivité.

Le beamforming est une technique utilisée en 5G pour améliorer la qualité et l'efficacité des transmissions sans fil. Elle consiste à diriger les signaux radio vers des dispositifs spécifiques plutôt que de les diffuser dans toutes les directions. Cela est possible grâce à des réseaux d'antennes qui ajustent la phase et l'amplitude des signaux pour concentrer l'énergie dans une direction donnée. En réduisant les interférences et en augmentant la portée, le beamforming permet une transmission de données plus rapide et plus fiable, surtout dans les environnements où les obstacles peuvent perturber les signaux.