Technologie 5G : aussi simple que révolutionnaire

La forte augmentation de la demande liée au déploiement de la 5G est une bonne nouvelle pour les clients d’Air Liquide de l’industrie des semi-conducteurs. Mais comment la technologie derrière cette nouvelle infrastructure fonctionne-t-elle concrètement ? Découvrons ensemble l’univers des radiofréquences, de la transmission ciblée et des réseaux d’antennes au cœur des réseaux mobiles de cinquième génération.

Aussi révolutionnaire que la 5G puisse paraître, sa technologie est plutôt simple à expliquer. La norme 5G repose sur un ensemble de 6 400 brevets qui se répartissent en trois technologies clés : l’augmentation du spectre, le beamforming et les antennes Massive MIMO. Leur fonctionnement  est compris depuis des décennies : c’est la maîtrise des défis techniques et d’ingénierie associées à la mise en œuvre de ces derniers qui a rendu le développement de la 5G possible, et qui permettra de libérer toute la puissance de l’effet combiné de ces trois technologies.

Comment la technologie derrière la 5G fonctionne-t-elle ?

L’augmentation  du spectre est le principe technique le plus simple : les réseaux mobiles actuels utilisant les bandes de fréquences 0-6 GHz seront étendus jusqu’à 52,6 GHz avec la 5G. Une augmentation des fréquences se traduisant par des vitesses de téléchargement avoisinant des dizaines de gigabits par seconde, avec une latence faible (c’est-à-dire sans aucun délai). Le seul inconvénient à utiliser ce spectre, c’est que chaque station n’a qu’une portée limitée, par rapport à des fréquences plus basses, et a une capacité de pénétration des bâtiments plus faible. Cela signifie que la 5G aura pour conséquence un réseau plus dense de stations de base, notamment à l’extérieur des grands bâtiments qui abritent bon nombre d’utilisateurs et d’appareils.

Le beamforming  peut être pris au sens littéral du terme : c’est la formation de faisceaux. Les antennes 5G dirigent les ondes radio directement vers une cible plutôt que de les diffuser dans toutes les directions. Pour faire simple, cette technologie identifie le chemin le plus efficace entre l’antenne et le récepteur, améliorant ainsi la qualité du signal.

Les antennes Massives MIMO, un système plus simple qu’il n’y paraît : MIMO est l’abréviation de « Multiple-Input, Multiple-Output » . Ce système fonctionne sur le principe d’un réseau d’antennes multiples ( des centaines environ). Jusqu’à présent, chaque pylône de téléphonie 4G disposait de quelques antennes pour accéder à  des centaines, voire des milliers d’appareils différents simultanément. Les MIMO tentent d’inverser ce rapport : si les transmetteurs sont égaux ou supérieurs en nombre aux utilisateurs, aucun utilisateur n’aura à attendre. En chiffres, cela signifie que là où la 4G permet une moyenne de 100 000 connexions par kilomètre carré, la 5G permettra un million de connexions sur la même surface. Outre mettre fin aux coupures d’appels et aux baisses de données mobiles dans les zones très fréquentées, les MIMO permettront à environ dix fois plus d’appareils de se connecter. Et comme les gens ne possèderont pas dix fois plus de smartphones, la technologie permettra également aux objets de se connecter à Internet.

Perspectives offertes par la 5G

Ce qui nous amène aux applications futures de la 5G. Avec l'augmentation du spectre qui augmente la vitesse et réduit la latence, le beamforming qui améliore la qualité du signal et les MIMO qui permettent d’accéder à un plus grand nombre d’appareils sans interruption, la 5G offre une multitude de nouvelles possibilités qui relevaient encore récemment de la science-fiction : des  voitures autonomes en circulation, des lignes de production intelligentes organisant leurs propres chaînes d’approvisionnement, ou encore des chirurgiens utilisant des robots pour faire des opérations complexes à distance. Pour en savoir plus sur la suite, consultez notre article sur l’avenir des applications 5G, dont l’installation de l’infrastructure a lieu au moment même où vous lisez ces lignes.