La 5G est arrivée, et elle nous a surtout apporté des débits plus élevés, aidant les opérateurs à satisfaire la demande sans cesse croissante de trafic de données mobiles. Cette première vague de 5G utilise un mode dit « non autonome », car elle dépend encore des réseaux 4G existants pour la couverture et le contrôle. Ceci signifie également que certaines des fonctionnalités avancées de la 5G ne sont pas encore disponibles.
Cependant, les opérateurs travaillent déjà au déploiement de la deuxième vague de 5G qui pourra fonctionner en mode autonome, indépendamment de la 4G. Seul ce mode autonome sera en mesure de réduire la latence du réseau (délai entre la demande de données de l’utilisateur et la livraison effective de ces données) et pourra ainsi prendre en charge des applications telles que la réalité augmentée, l’e-santé et les voitures coopératives.
Un autre avantage de la 5G autonome est la possibilité de déployer des réseaux 5G privés pour des utilisations spécifiques comme l’automatisation industrielle par exemple, où les robots et les véhicules doivent être contrôlés en temps réel. Une communication si précise temporellement nécessite une très faible latence et une très grande fiabilité, que les réseaux de pointe actuels, 4G et wifi, ne sont pas en mesure de fournir.
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La 5G : qu’est-ce que c’est ? Comment ça marche ?
Mais l’équipement 5G actuel est beaucoup plus cher que son homologue 4G, notamment la partie appelée « radio access network » (RAN, ou « réseau d’accès radio » en français), qui sert à communiquer entre les terminaux au moyen d’ondes radio. Aujourd’hui, il est très coûteux de réaliser des déploiements privés de 5G.
De plus, il n’existe pour l’instant qu’une poignée de fabricants d’équipements RAN et leurs produits sont, comme il est de tradition dans le secteur, propriétaires et fermés, ce qui rend difficile leur adaptation aux exigences spécifiques des réseaux 5G privés.
Des équipements en open source : comment ça marche ?
Une solution prometteuse à ces problèmes est l’« architecture RAN ouverte ». Cette architecture décompose les composants traditionnels d’un RAN en quelques composants plus petits, avec des interfaces « ouvertes ».
Architecture ouverte pour la 5G, avec des unités centralisée, distribuée et radio ouvertes ainsi qu’un contrôleur intelligent ouvert. L’unité centralisée peut desservir plusieurs unités distribuées dans une région et est généralement déployée dans un centre de données local ou un bureau central. Les unités distribuées peuvent desservir plusieurs unités radio et peuvent être déployées dans une armoire de rue ou dans un bâtiment. Chacune des unités radio doit être colocalisée à une antenne, qui dessert une zone géographique spécifique.
Elsa Couderc et Florian Kaltenberger, CC BY
Cette « architecture divisée » permet des déploiements plus flexibles qui peuvent être adaptés à différents cas d’utilisation, tels qu’une faible latence ou un débit élevé.
Le RAN ouvert contient également un « contrôleur intelligent », qui permet de contrôler et d’optimiser le réseau de façon agile et programmable, par exemple pour optimiser la qualité de service ou la qualité d’expérience pour différents groupes d’utilisateurs ayant des exigences différentes, comme le streaming vidéo ou les jeux, mais aussi pour optimiser la couverture et le débit du réseau en dirigeant le trafic ou en optimisant la couverture.
Ce faisant, le contrôleur intelligent peut également exploiter le retour d’information du RAN et utiliser des méthodes d’apprentissage automatique et intelligence artificielle pour l’optimisation.
Dans une conception RAN ouverte, les interfaces entre les différents éléments ainsi que le contrôle, la gestion et l’exploitation en temps réel sont définis ouvertement par des organismes de normalisation tels que l’Alliance O-RAN (pour « Open RAN ») ou le projet de partenariat de troisième génération « 3GPP ». Il est ainsi possible de combiner des composants provenant de fournisseurs différents, ce qui peut réduire les coûts et/ou la dépendance vis-à-vis d’un fournisseur.
Utilisation accrue des logiciels libres
Un…
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Auteur: Florian Kaltenberger, Associate professor en communications sans fils, EURECOM, Institut Mines-Télécom (IMT)
