5G : technologie, déploiement, débit

5G. Lancée en novembre 2020, la 5G est un véritable enjeu pour les opérateurs, qui travaillent d'arrache-pied pour déployer leur réseau dans un nombre croissant de villes.

Qu'est-ce que la 5G ?

La 5G, dont le nom officiel est IMT-2020, est la cinquième génération de standards pour la téléphonie mobile. Elle se caractérise par son débit, sa faible latence et sa capacité à connecter un grand nombre d'objets. Elle a été développée pour "éviter la saturation des réseaux annoncée en 2022 et permettre de suivre des objets à grande vitesse, ce dont n'est pas capable la 4G", rappelle Nicolas Sironneau, consultant pour la Fondation Concorde. Mais la 5G, c'est aussi d'autres usages. "On se focalise sur la technologie radio, mais la 5G ce n'est pas que ça, souligne Lionel Morand, architecte réseau chez Orange et président de chaire à l'organisme de standardisation 3GPP. Ce sera aussi la possibilité de créer des interfaces de services spécialisées pour l'industrie (le network slicing, ndlr). Omettre ce détail c'est enlever 50% de l'intérêt de la 5G." 

Quels réseaux 5G ?

Différents types de réseaux interviennent quand on mentionne les déploiements 5G : 

• Les réseaux publics, opérés pour le grand public par les quatre opérateurs nationaux. 
• Les réseaux privés, déployés pour une entreprise spécifiquement sur une bande-passante dédiée. En plus des opérateurs nationaux, plusieurs opérateurs de télécommunication proposent la mise en place de réseaux privés, comme Hub One ou Weaccess Group.
• Les réseaux hybrides, dédiés eux-aussi aux entreprises, pour leur permettre de basculer du réseau public à leur réseau privé selon leurs besoins, comme la traçabilité des équipements depuis le site d'un fournisseur jusqu'à un autre entrepôt. 

Quels débits en 5G ?

Le débit est l'un des atouts majeurs de la 5G. Il devrait être jusqu'à 3 à 4 fois plus rapides que la 4G (voir notre test de débit Internet). Néanmoins, "il n'est pas le même d'un opérateur à un autre, ni même d'une ville à une autre. Tout dépend des équipements de chaque antenne et des fréquences utilisées", rappelle-ton chez Ariase. Dans les sites 4G utilisant un protocole 5G, le débit maximal théorique est égal à 240 Mbit/s. Dans la bande des 3,5 GHz, Orange évoque un débit  jusqu'à 2,1 Gb/s. 

Quelles vitesses en attendre ?

Autre avantage clé de la 5G, sa vitesse de transmission des données. La 5G se caractérise par : 

• Le volume de données transmis multiplié par 100. Les futurs réseaux 5G seront théoriquement capables de transférer 20 gigabits de données par seconde, depuis une station de base jusqu'à un appareil connecté au réseau, et 10 gigabits par seconde dans le sens inverse
• Le temps de latence devrait être inférieur à une milliseconde, contre 25 à 40 millisecondes pour la 4G.

Les futurs utilisateurs de la 5G dans le grand public pourront télécharger un film en haute définition en deux ou trois secondes.

Combien d'antennes 5G en France ?

Les antennes sont indispensables pour relayer et transmettre le signal 5G. Au 1er mars 2023, l'Arcep a dénombré 39 350 sites 5G, dont 24 635 en bande 3,5 GHz, la bande cœur de la 5G.

Le déploiement de la 5G en France

Pour profiter pleinement de la 5G, c'est à Clermont-Ferrand qu'il faut être. Selon le classement des grandes villes 5G établi par Lemon.fr et l'agence spécialisée en data Flashs (dernière mise à jour en novembre 2022, ndlr), la ville du centre de la France occupe la première place avec un ratio de 1,14 antenne pour 1 000 habitants. Dijon et Nice complètent le podium, avec 1,07 antenne et 1,04 antenne commercialisée pour 1 000 habitants. Marseille, 18^e ville du classement, accueille les expérimentations de Sony et Orange quant aux futurs services 5G pour les médias au Vélodrome. La capitale se classe quant à elle à la 26^e place. En bas de classement, Dunkerque, Rouen et Amiens ferment toujours la marche des 50 plus grandes villes pour le déploiement de la 5G.

Quelles bandes de fréquence pour la 5G ?

La 5G a besoin de fréquences dans trois bandes de fréquences pour proposer une large couverture, à savoir : 

• Les bandes de fréquences de 700 et 800 MHz. Ce sont celles utilisées pour offrir une large couverture des zones urbaines et pour fournir les services IoT en LTE-M et NB-IoT
• La bande de fréquence comprises entre 3,4 et 3,8 GHz, nécessaires pour la capacité de la 5G et les premiers usages industriels
• Les ondes millimétriques à 26 GHz en France, indispensables pour atteindre les grandes vitesses promises.

Pour les industriels désireux de tester l'apport de la 5G en bande 3,8 – 4,0 GHz, l'Arcep propose un guichet d'expérimentations, ouvert jusqu'au 31 décembre 2023. Depuis sa mise en place en mars 2022, l'Arcep a délivré 25 autorisations d'utilisation de fréquences, pour des usages en santé avec l'Institut hospitalo-universitaire de Strasbourg, dans l'industrie avec EDF à Palaiseau ou pour le véhicule autonome avec Orange à Balma.

Un guichet pour les plateformes ouvertes d'expérimentation 5G en bande 26 GHz, dite bande "millimétrique", a été lancé en janvier 2019. Onze porteurs de projet disposent des bandes de fréquences de 26 GHz depuis le 1^er janvier 2021 au prix de 200 euros par an et par bloc de 200 MHz, et ce pendant trois ans. Parmi les projets retenus figurent celui de la métropole de Bordeaux, qui ambitionne de mettre en place un éclairage intelligent le long des quais, celui du port du Havre qui vise à accroître ses performances et à réaliser de la maintenance prédictive, ou encore celui de la ville de Saint-Priest, pour permettre l'émergence de l'IoT haut débit dans une zone industrielle. "Nous avons encore peu de visibilité sur les cas d'usage que permettra réellement la 5G, c'est pourquoi nous voulons associer les start-up de la French Tech à notre plateforme d'expérimentation", avait déclaré Christophe Trouillet, responsable de l'aménagement numérique du territoire à la métropole de Bordeaux.

La 5G devrait par ailleurs être capable de traiter des données de natures différentes à des rythmes différents. Les opérateurs travaillent sur des technologies permettant de découper leur réseau en plusieurs tranches, pour y faire circuler des informations plus ou moins prioritaires. C'est ce qui est appelé le network slicing. Les informations émises par un véhicule autonome en mouvement seront traitées en absolue priorité, alors que les data envoyées par un compteur de gaz intelligent pourront être envoyées avec un certain délai. Cette technologie fait toutefois débat, car elle est synonyme de fin partielle de la neutralité du net. En vertu de ce principe, les opérateurs étaient jusqu'à présent obligés de traiter à égalité toutes les données qui transitaient sur leurs réseaux, sans analyser leur contenu. Mais pour prioriser le traitement de certaines données par rapport à d'autres, ils devront savoir quel type d'informations leurs clients font transiter via leurs antennes.