La 5G est le réseau mobile de 5ème génération. Tous les dix ans, depuis l’apparition du premier réseau mobile, la 1G analogique en 1980, puis la 2G GSM (évolution 2.5G et 2.75G), la 3G UMTS (évolution 3.5G) et la 4G (évolution 4G LTE) ont toutes conduit à la nouvelle norme mondiale 5G. La 5G pour la décennie 2020, promet des débits de 10 Gb/s jusqu’à 20 Gb/s et une latence (temps de réponse) inférieure à 1 milliseconde. Pour rappel, la 4G peut assurer 150 Mb/s de débit et une latence de 45 millisecondes, et aussi un clignement d’œil est environ égal à 200 millisecondes chez le sujet adulte sain. La 5G permet un nouveau type de réseau conçu pour connecter pratiquement tout le monde et tout, ensemble, y compris les machines, les objets et les appareils : elle propose un réseau capable de connecter des milliards d’êtres humains en même temps que des voitures, des frigos, des serrures, des montres, des conteneurs, des colis, des aspirateurs robotisés, etc.
La 5G est une technologie de rupture. Elle intègre les technologies antérieures et elle est conçue pour intégrer le nombre toujours plus croissant de connexions futures, et toutes les nouvelles innovations technologiques. Cette circulation astronomique de données, finalement, pour lier les objets, pour faire d’internet une médiation omniprésente, un milieu ambiant, il suffit d’en faire un nuage, un Cloud. Le fonctionnement du cloud dépend d’étendues gigantesques et grandissantes de Data Center, où sont regroupés toujours plus de serveurs. Prenant l’exemple de l’internet des objets, le fonctionnement d’une voiture autonome repose sur des capteurs disposés un peu partout dans l’espace, et sur la possibilité d’accéder à des données. La voiture autonome doit faire transiter beaucoup plus d’informations que ne l’exige la simple géolocalisation. Chaque capteur est un gain « d’intelligence ». Pour une intelligence artificielle (des programmes informatiques), seul l’entraînement et la récolte des données lui permet d’apprendre les reflexes nécessaires.
La 5G vient avec le BigData et réciproquement. Un rapide détour par les récents développements de l’Intelligence Artificielle peut aider à comprendre cette interdépendance mutuelle. Le « Deep Learning », expression consacrée pour la mise au travail des données, a permis à la société DeepMind en 2013, de présenter un programme informatique capable de jouer à des jeux « Atari », tels que Space Invaders. Dans ce jeu classique, le joueur dirige un petit vaisseau spatial en bas de l’écran et doit tirer sur les vaisseaux aliens qui arrivent par le haut avant qu’ils ne traversent tout l’écran. L’ordinateur a joué impeccablement et a même gagné en portant un joli coup final contre le dernier vaisseau alien. L’importance de cet événement, pour les concepteurs de ce programme, tient au fait qu’il avait appris seul, les données transmises au départ se limitaient à l’emplacement des pixels à l’écran et le score préexistant, soit une cartographie de son environnement. Il pratiquait le « Reinforcement Learning », expression du vocabulaire de l’intelligence artificielle qui s’inspire d’une vieille recette de psychologie : le programme informatique apprend en recevant des récompenses ou des punitions selon ses actions, ainsi il va peu à peu trouver, par des successions d’échecs/erreurs, ce qu’il doit faire pour obtenir les récompenses. L’intelligence artificielle a démontré le potentiel du Deep Learning : un programme auto-apprenant une fois nourri de données. En 2015, DeepMind ont conçu AlphaGo, un programme informatique capable de jouer et gagner contre les meilleurs joueurs du monde au jeu de Go (en 2016 et 2017 notamment). Déjà en 1997, l’ordinateur DeepBlue (conçu par IBM) avait vaincu au jeu d’échecs Gary Kasparov, le champion mondial jusqu’alors incontesté.
La 5G génère toujours plus de puissance de calcul, un défi pour tous les fabricants de hardware et de connectiques. La puissance d’un programme repose sur ces circuits et processeurs. A l’inverse, les programmes du Deep Learning reposent plus, sur le traitement et la quantité des données. Le programme consulte les données, reconnaît des schémas et des récurrences : il essaie et apprend. Il ne lui faut que du Data. Ces données, il faut les extraire, les faire circuler, rendre saisissable le monde pour les machines. D’où l’importance du Cloud dans la technologie 5G.
Nous comprenons que la 5G est un réseau intelligent. Son déploiement offrira des avantages dans trois domaines principaux, également appelés « triangle 5G » : cas d’utilisation de communications ultra fiables à faible latence, cas d’utilisation de la communication de type machine massive (IoT), cas d’utilisation à haute vitesse.
Le cas de communications ultra fiables à faible latence est destiné aux applications nécessitant un contrôle en temps réel des dispositifs comme la voiture autonome : 1) les communications « véhicule à véhicule » en plus des systèmes de sécurité, de la conduite autonome et des réseaux de transport encore plus sécurisés ; 2) le secteur de la fabrication avec le modèle de l’usine intelligente de l’industrie 4.0, où les automatismes industriels sont activés par des capteurs intégrés dans la plupart des équipements industriels modernes, ce qui leur permet de communiquer l’état, et de recevoir et répondre aux commandes. Ces équipements industriels comme les robots, seront mobiles tandis qu’actuellement ils sont alimentés par des câbles. 3) Le contrôle en temps réel promet également des opportunités de transformer le secteur de la santé. Déjà les fabricants d’équipementiers médicaux équipent de plus en plus leurs appareils avec des capteurs IoT pour collecter les données des patients et permettre la surveillance de la santé et l’administration des médicaments à distance. Les applications émergentes incluent les appareils portables, les consultations en ligne sécurisées et les procédures à distance telles que la chirurgie robotique.
Dans le cas de la communication de type machine massive (IoT), les applications IoT 5G serviront dans les infrastructures de ville intelligente et la gestion du trafic, les domiciles et bâtiments intelligents. De nombreuses villes du monde déploient aujourd’hui des systèmes de transport intelligents et prévoient de prendre en charge la technologie des véhicules connectés. Les villes intelligentes installent désormais des capteurs à chaque intersection pour détecter les mouvements et faire réagir les véhicules connectés et autonomes selon les besoins. Grâce aux systèmes de communication actuelle qui prennent déjà en charge la gestion intelligente du trafic, la congestion des véhicules et l’acheminement des véhicules d’urgence, le déploiement de la 5G améliorera toujours plus la sécurité dans les systèmes de transport, la sécurité des piétons. La 5G est adaptée à la gestion et à l’automatisation en temps réel du réseau électrique intelligent. Les communications massives machine à machine révolutionneront aussi les processus et les applications industriels de nos jours, dont l’agriculture, les fermes intelligentes, la construction et les communications d’affaires, l’enseignement, l’école intelligente. La logistique bénéficiera de la technologie 5G pour le suivi des marchandises, la gestion de la flotte ou le suivi en temps réel des livraisons.
Dans le cas d’utilisation haute vitesse, les applications dans les évènements sportifs, le streaming vidéo, la réalité augmentée et la réalité virtuelle permettront aux consommateurs des expériences immersives et interactives de très haute qualité à des vitesses en temps réel. Exemple avec des lunettes 5G, se faire une passe au ballon de football s’effectue en temps réel, la latence plus faible permet au récepteur de voir la balle et de la repousser avant qu’elle ne passe (en lunettes 4G LTE, cela est difficile car au moment où leur cerveau a reçu l’entrée que le ballon leur est venu, c’est déjà trop tard). En applications industrielles, un technicien équipé en lunettes 5G pourrait voir une superposition d’une machine qui identifierait les pièces, fournirait des instructions de réparation ou montrerait les pièces qui ne sont pas sécuritaires à toucher. En environnement professionnel, les réunions en visioconférence seront toujours plus immersives. Dans le marché immobilier, un acheteur pourrait se promener dans un bien immobilier à vendre.
« Sky is the limit » pour toutes les applications de la 5G d’aujourd’hui et demain dans tous les secteurs d’activité et dans tous les pays : l’avenir se construit ensemble 😉