Quèsaco la 5G ?

La 5G est le futur réseau qui nous permettra de communiquer sans fil. Comment fonctionnera-t-il ? Quand sera-t-il ouvert aux usagers ? Alors que le Mobile World Congress de Barcelone bat son plein, nous lançons notre nouvelle série Quèsaco sur la 5G avec Frédéric Guilloud, enseignant-chercheur à IMT Atlantique.

La 5G, qu’est-ce que c’est ?

Frédéric Guilloud : La 5G est la cinquième génération de téléphonie mobile. Elle succédera à la 4G (aussi appelée LTE, pour Long Term Evolution). Concevoir et déployer une nouvelle génération de systèmes de communication mobile prend beaucoup de temps. C’est pourquoi, à l’heure où la 4G vient d’arriver auprès du grand public, il faut déjà réfléchir à la 5G.

A quoi cela va-t-il servir ?

FG : Jusqu’à présent, le développement des générations successives de téléphonie mobile a toujours eu pour objectif l’augmentation du débit. Aujourd’hui, ce paradigme a tendance à évoluer : la 5G a pour but de permettre des usages très variés (milieu très dense en utilisateurs, communications homme/machine, communication machine/machine, etc.). Ainsi, ses spécifications auront un spectre très large, notamment en termes de débits, de fiabilités des transmissions, de délais.

Comment la 5G fonctionnera-t-elle ?

FG : Demander comment fonctionnera la 5G aujourd’hui, c’est comme si on avait demandé dans les années 80 comment le GSM allait fonctionner. Rappelons que les travaux de standardisation du GSM ont commencés en 1982, et que la première marque commerciale a été lancée en 1992. Même si le développement de la 5^e génération de communications mobiles sera moins long que celui de la 2^e, on n’en est qu’au début.

Sur le plan technique, beaucoup de questions se posent. Comment rendre compatibles des couches d’accès différents (Wifi, Bluetooth, etc.) ? La 5G pourra-t-elle gérer des réseaux hétérogènes, qui n’ont pas les mêmes bandes de fréquence ? Est-ce qu’on pourra communiquer sur ce réseau sans perturber ces autres réseaux ? Comment augmenter la fiabilité et réduire les délais de la transmission ?

Plusieurs solutions pertinentes ont déjà été abordées, notamment dans le cadre du projet européen METIS (cf. encadré). On pourra certainement utiliser de nouvelles bandes de fréquences, plus hautes, comme les bandes 60-80 GHz. Une autre solution serait d’exploiter la place restante sur le spectre, autour des bandes de fréquences déjà utilisées (Wifi, Bluetooth, etc.) sans toutefois les brouiller grâce à l’utilisation de filtres et à la conception de nouvelles formes d’ondes.

Comment va-t-on déployer le réseau 5G ?

FG : La phase initiale du développement de la 5G s’est achevée avec la fin des projets relatifs au 7^e PCRDT, et notamment celle du projet METIS en avril 2015. La deuxième phase est accompagnée par des projets H2020 dont les objectifs sont la pré-standardisation pour 2017-2018. La phase de standardisation prendrait ensuite 2-3 ans, et 2020 pourrait bien être le début de la phase d’industrialisation de la 5G.

Cet article fait partie de notre dossier 5G : la nouvelle génération mobile est déjà une réalité

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 Le projet européen METIS

Le projet METIS (Mobile and wireless communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society) a été l’un des projets phares du 7^e PCRDT accompagnant le démarrage de la 5G. Il s’est terminé en avril 2015 et regroupait une trentaine de partenaires industriels ou académiques principalement européens, dont IMT Atlantique. METIS a permis de définir les bases de la conception d’un système global répondant aux besoins de la 5G en mettant en relation la diversité des usages et les différentes solutions techniques à mettre en œuvre.

La suite du projet METIS s’inscrit dans le cadre d’Horizon 2020. Le projet METIS-II, qui est coordonné par le 5G-PPP (partenariat public-privé regroupant les opérateurs télécom), se concentre sur l’aspect système de la 5G. Il intégrera les contributions d’autres projets du H2020 tels que COHERENT ou FANTASTIC-5G, qui ont débuté en juillet 2015 : chacun de ces projets se focalise sur des aspects particuliers de la 5G. Le projet COHERENT auquel participe Eurecom (avec notamment Navid Nikain), porte sur la construction d’un réseau cellulaire programmable. Le projet FANTASTIC-5G auquel participe IMT Atlantique, où il est porté par Catherine Douillard, a pour ambition d’étudier pendant deux ans les éléments liés à la couche physique (traitement du signal, codage, implémentation, forme d’onde, protocole d’accès au réseau, etc.) pour les fréquences en dessous de 6 GHz.

En savoir + sur le projet METIS / METIS-II

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