5G : technologie de connectivité résiliente et pari d’avenir

Rythme d'évolution des connectivités IoT

Si cette question de la résilience touche l’ensemble des différentes connectivités IoT, nous allons nous intéresser plus particulièrement à celles de la famille des WAN et LPWAN.

Le bluetooth, le Wifi et aussi les connectiques câblées (Ethernet), évoluent et les terminaux, pour en tirer le meilleur parti, doivent faire de même. Cependant, le rythme est relativement lent et l’interopérabilité est maintenue entre deux générations, par exemple entre le Wifi 5 et le Wifi 6.

Aller plus loin : Introduction aux réseaux IoT : une vue d'ensemble

Les réseaux cellulaires

Il en va de même pour les réseaux cellulaires. Les réseaux 2G et 3G sont en voués à disparaître à l'horizon 2025 (2028 pour la 3G) [1]. C’est le cas dès cette année aux États-Unis.

Mais il faut noter qu’il s’agit d’un remplacement par le réseau 4G, plus de 20 ans après la mise en service de la 2G.

Surtout, les cartes SIM M2M fonctionnent à la fois sur les réseaux 2G, 3G et 4G. La couverture 4G couvrant en France plus de 99,5% du territoire selon Orange [2], aucune rupture de service n’est à prévoir.

Les réseaux cellulaires sont devenus, avec l'explosion des communications mobiles, la pierre angulaire de l’architecture des télécommunications d’un pays, comme l’était le RTC (réseau téléphonique commuté) avant les 2000.

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On comprend donc que le réseau cellulaire est un élément central du fonctionnement économique d’un pays, bien au-delà de l’Internet des objets, et que son développement et sa maintenance sont des éléments cruciaux, garantis sur le long terme.

Le cas de la 5G

La 5G suit donc le même chemin. Son déploiement est suivi par l'Arcep et les opérateurs soumis à des obligations de couverture, de maintenance et de débit. Les objectifs sont contractuels et planifiés [3]:

minimum de 8000 sites 5G par opérateurs, incluant les sites olympiques
couverture des grands centres urbains et axes autoroutiers en 2025
couverture des routes principales en 2027
couverture de 100% du territoire national en 2030

Comme nous allons le voir, les réseaux “privés” comme Sigfox et Lora ne font pas l’objet des mêmes obligations.

Les autres réseaux IoT

Les réseaux LPWAN fonctionnent sur les bandes libres [4] et ne font pas l’objet des mêmes obligations, mais par conséquent pas des mêmes garanties. Déjà en 2016 l’Arcep mettait en garde contre la démultiplication des initiatives des réseaux privés dédiés à l’IoT, et leur résilience sur le long-terme.

Si le réseau Lora semble s’être imposé à ce jour comme un standard de communication bas-débit, il en fut de même pour Sigfox il y a quelques années et aujourd’hui en grande difficulté [6].

À la différence de Lora, Sigfox a fait le pari d’une technologie propriétaire. La standardisation de nouvelles technologies (NB-IoT notamment) est plus de nature à rassurer les clients finaux qui y voient une connectivité pérenne et plus ouverte et interopérable.

Pérennité des réseaux IoT

Les réseaux propriétaires

Maintenant que les technologies hardware et software IoT sont démocratisés, plus rien n'empêche d’utiliser la même bande fréquence libre pour connecter son usine ou son bâtiment. En résulte une saturation des communications sur les mêmes fréquences et donc des interférences et difficultés dans les communications.

Ce type de technologie apparaît moins résilient aux aléas de la vie économique, comme le montrent les difficultés que traversent Sigfox [7]; au contraire des opérateurs de réseaux cellulaires, pour la plupart des sociétés avec des décennies d’existence et comportant des actionnaires publics (comme l’est Orange).

Les réseaux open source

Le problème inverse se pose sur les réseaux open source, comme Lora. Tout à chacun peut utiliser la même bande de fréquence et donc perturber les communications. Avec la démultiplication des terminaux connectés, en ville mais aussi dans les campagnes, c'est une question de plus en plus prégnante.

L’arrivée du LTE-M et du NB-IoT vient également mordre les parts de marché du Lorawan, proposant des consommations énergétiques très basses. Objenious, le réseau Lorawan développé par la filiale de Bouygues Telecom, cesse ses activités [8] et propose à ses clients de migrer vers le LTE-M ou le NB-IoT. Cette migration n’est pas sans défi technique pour le client final, avec plusieurs milliers d’objets connectés à faire évoluer.

Les réseaux cellulaires

Les processus de définition de normes et de standardisation des réseaux cellulaires suivent une tout autre logique. Au sein de chaque pays, un organisme dédié, en France l’Arcep, vient réguler l’ensemble de télécommunications, avec un objectif centré autour du bien commun [9].

La construction et l’évolution des réseaux cellulaires s’est donc faite sous l’égide de l’Arcep, et en accord avec les normes de l’Union Internationale des Télécommunications (UIT).

C’est la raison pour laquelle les réseaux cellulaires sont compatibles à travers le monde. Grâce aux cartes SIM M2M multi opérateurs, l’objet connecté est opérationnel dans la plupart des pays du monde.

On voit donc que la manière dont sont conçus et exploités les réseaux cellulaires apparaissent bien plus solides, avec une impulsion et un contrôle publique, garantissant la pérennité du réseau.

La 5G comme exemple de résilience

La 5G et les réseaux cellulaires ont été conçus avec pour objectif premier l'intérêt général et la réponse aux besoins de la population et des entreprises.

Le déploiement de la 5G a donc lui aussi fait l’objet d’une normalisation préalable, concertée avec l’ensemble des acteurs publics et privés du monde.

Si la R&D autour de la 5G a été conduite par le secteur privé, notamment Huawei, Nokia et Ericsson [10], son déploiement répond à une volonté politique et une initiative publique :

Le saut de performance permis par la technologie 5G accompagné de l’attribution de nouvelles fréquences dans la bande 3,5 GHz permet de répondre à la croissance et à la diversification des usages. [11]

La 5G vient répondre à de nouveaux besoins liés à l’Internet des Objets. Elle permet spécifiquement le développement de deux sous-catégories d'objets connectés, identifiés sous les termes de massive IoT et critical IoT.

Le Massive IoT consiste à pouvoir gérer les communications d’un très grand nombre de terminaux avec une même antenne, sans goulot d’étranglement. C’est le cas en ville, par exemple dans un stade où des dizaines de milliers de personnes se connectent en même temps, mais aussi la ville intelligente de demain, équipée de millions de capteurs.
Le terme de Critical IoT est lié aux usages donc la latence est, comme son nom l’indique, critique : véhicules autonomes ou robots chirurgicaux pilotés à distance.

On comprend donc que la mise en place de la 5G répond à des critères strictement définis par la puissance publique, qui la place commune technologie faite pour rester sur le long terme.

Conclusion

Moderniser ou construire une solution IoT, dans sa collectivité, son usine, ses bureaux, représentent un investissement parfois lourd, à rentabiliser sur plusieurs années. Aussi faut-il faire le choix d’une technologie dans laquelle on peut avoir confiance dans la durée.

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