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Réseaux télécoms : comprendre la future 5G-SA

La 5G Standalone (« autonome ») est le nouveau nom de la 5G telle qu’elle aurait dû être au départ : optimisant le trafic, autorisant des connexions haut débit privées, supportant les objets connectés. Seuls 20 % des opérateurs vont la déployer d’ici à 2024.

Il faudra attendre 2024 pour que le réseau de téléphonie mobile 5G corresponde réellement au réseau 5G initialement prévu. Dans son descriptif, la téléphonie 5G est censée reposer sur un réseau autonome, que l’on appelle à présent 5G-SA (pour « Standalone »), tandis que la 5G actuelle est requalifiée de 5G-NSA (« Non-Standalone »). EN 5G-SA, le réseau est contrôlé par des dispositifs qui paramètrent automatiquement la connectivité, la mobilité et l’authentification des utilisateurs, ainsi que d’autres fonctions de gestion essentielles, d’après des règles conçues en amont et qui définissent des seuils ou des plafonds selon le trafic en cours.

Les réseaux 5G actuellement déployés reposent sur les bons vieux équipements de routage de la téléphonie 4G ; ces équipements se contentent juste de gérer les autorisations de connexion et les appels. Utiliser la technologie existante permet aux opérateurs de limiter dans un premier temps les coûts de déploiement de l’infrastructure 5G. Cela leur permet aussi de déployer un réseau 5G plus rapidement : ils n’ont qu’à remplacer les équipements radio (les antennes) par des modèles compatibles avec les nouvelles fréquences.

Les avantages de la 5G-SA

La 5G ne pourra pas offrir bon nombre des fonctionnalités promises tant que les opérateurs ne seront pas en mesure de proposer de vrais réseaux SA. Dans l’architecture actuelle, les réseaux 5G se connectent à partir d’une antenne radio 5G à un cœur de réseau 4G. En 5G-SA, les antennes 5G se connecteront à un cœur de réseau 5G, avec le bénéfice immédiat d’une latence plus faible.

En marge du débit, la latence correspond au temps de reconnexion à chaque fois que des paquets sont perdus, ce qui arrive souvent lorsqu’un grand nombre d’utilisateurs se connectent à une antenne (en ville) ou lorsque le signal est trop faible du fait de l’éloignement entre l’antenne et l’utilisateur (en zone peu couverte).

Selon une étude menée par le cabinet Opensignal sur un réseau prototype de l’opérateur américain T-Mobile, les utilisateurs en zone urbaine constateraient ainsi une amélioration de 23,8 % de la vitesse de téléchargement par rapport à un réseau 5G-NSA courant. Il est à noter que la bande de fréquences utilisée se situait dans les 600 MHz, soit avec un débit théoriquement moins intensif que ceux autorisés par les nouvelles antennes en 3,5 GHz, mises en place exprès pour la 5G.

Cette faible latence est la clé pour pouvoir prendre le contrôle à distance d’équipements industriels ou pour envoyer des ordres à des véhicules autonomes. En l’état, la 5G-NSA pose le risque d’un ordre exécuté trop tardivement, par exemple une voiture qui tournerait après avoir dépassé un virage. Les opérateurs ont promis cette faible latence dès leurs annonces liées à la 5G, mais se sont globalement bien gardés de préciser qu’elle ne serait pas immédiatement disponible.

La segmentation permet aussi de connecter plus d’appareils clients : jusqu’à un million par kilomètre carré, contre quelques centaines avec l’infrastructure 4G actuelle.

La 5G-SA apporte par ailleurs une segmentation des flux (le « slicing »). Cette technique rend possible la création de plusieurs réseaux virtuels, totalement étanches les uns aux autres alors qu’ils passent par les mêmes antennes. Chaque réseau virtuel dispose de ses propres caractéristiques en termes de chiffrement, de bande passante et même de longueurs d’onde à utiliser. En pratique, cette segmentation doit servir à fournir des connexions haut débit privées sur un réseau public.

La segmentation permet aussi de connecter plus d’appareils clients : jusqu’à un million par kilomètre carré, contre quelques centaines avec l’infrastructure 4G actuelle. Il s’agit donc de la clé pour déployer des équipements intelligents (caméras urbaines, par exemple) et les interconnecter via un réseau cellulaire, sans contrainte de câble.

Seuls 20 % des opérateurs 5G travaillent à la 5G-SA

Le consortium 3GPP a standardisé les spécifications de la 5G-SA en septembre 2018. En 2022, 94 opérateurs dans 48 pays investissent dans des essais ou des déploiements de réseaux 5G-SA publics, pour espérer des mises en opération d’ici à 2024. En clair, à peine plus de 20 % des 496 opérateurs qui commercialisent déjà des offres 5G dans le monde vont véritablement s’efforcer d’implémenter correctement la nouvelle norme de téléphonie mobile. En Europe, Orange fait partie de ces opérateurs qui investissent réellement dans la 5G-SA.

La zone géographique la plus dynamique est l’Asie, où China Mobile, China Telecom, China Unicom, KT (Corée) et SoftBank (Japon) ont tous déjà déployé des segments en 5G-SA sur leurs réseaux mobiles.

Aux USA, tous les opérateurs mèneraient des tests, principalement avec des équipements de marque européenne Nokia. Parmi eux, le nouvel entrant Dish Network a même virtualisé les équipements Nokia afin d’exécuter la logique du cœur de réseau 5G-SA depuis le cloud public d’AWS. Il s’agira du premier déploiement au monde d’un cœur de réseau mobile en cloud public.

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