4G et 5G
Si vous avez vu ce titre dans un moteur de recherche et que vous vous êtes arrêté pour en savoir plus sur l’équivalence de gravité, c’est-à-dire l’accélération, eh bien, nous sommes un blogueur technologique. Tant que vous êtes ici, vous pouvez en apprendre davantage sur les différences entre la 4G et la 5G, et pourquoi votre expérience en ligne mobile sera bientôt révolutionnée par l’avènement de la prochaine grande technologie – le cellulaire de cinquième génération, ou 5G.
En 2016, IAG a noté avec enthousiasme cette avancée imminente dans le sans fil, comparant la 4G à une étape sur un long voyage. Maintenant, le train technologique est sur le point d’arriver à son prochain arrêt : la 5G. Bien sûr, cette évolution des communications mobiles promet des vitesses plus rapides et une latence plus faible, mais elle a également de profondes implications pour les applications de l’Internet des objets (IoT) telles que les voitures, les villes et les bâtiments « intelligents ».
Cependant, en ce qui concerne la vision, l’adoption généralisée de la 5G est encore trouble. Une partie du battage médiatique (excessif) est exagéré MNOs (Nous vous cherchons, Verizon et AT&T) hurlant tout en défiant les limites de la technologie des ondes millimétriques (mm), que le Big Red et la Death Star ont toutes deux utilisées dans leurs déploiements 5G respectifs. Nous allons nous plonger dans cela et dans d’autres problèmes affectant « l’ère du Verseau » cybernétique qui approche à grands pas.
Table des matières
Norme 4G
Les opérateurs de réseaux mobiles doivent respecter les normes établies par le secteur des radiocommunications de l’Union internationale des télécommunications (UIT-R) pour que leurs connexions réseau soient considérées comme 4G, la spécification IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications-Advanced).
Ces normes stipulent que les réseaux 4G doivent être basés sur des protocoles IP à commutation de paquets (c’est-à-dire non à commutation de circuits). Les réseaux 4G doivent également utiliser la transmission multiporteuse à accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence (OFDMA) ou d’autres techniques d’égalisation dans le domaine fréquentiel (FDE).
Les débits de données « de pointe » 4G doivent être d’environ 100 Mbps pour les réseaux « hautement mobiles » (par exemple, cellulaires) et 1 Gbps pour les réseaux « nomades » (par exemple, WiFi). La commutation de données doit être transparente entre différents réseaux sans perte de données.
Norme 5G ?restez à l’écoute
En septembre 2019, la norme 5G finale n’avait pas été déterminée. Les capacités et fonctionnalités de base de la 5G seront déterminées en 2020 sur la base des contributions mondiales des fournisseurs (Ericsson, Qualcomm, Samsung, Huawei, etc.), des opérateurs de réseaux mobiles (AT&T, Verizon, Orange, etc.) et des organismes de normalisation (UIT, Tâches d’ingénierie Internet) force [IETF] et le programme de partenariat de 3e génération [3GPP]).
On estime que la latence de la 5G est au moins 10 fois plus rapide que la 4G, avec une moyenne actuelle de 50 ms. Les vitesses 5G (selon la bande passante) sont 5 à 10 fois (en dessous de 6 GHz) à 100 fois (30+ GHz) plus rapides que la 4G.
La différence entre la 4G et la 5G
De nombreuses technologies améliorées se sont combinées pour faire le saut de la 4G à la 5G. Voici quelques différences entre les deux.
D’une part, il existe des systèmes radio 5G-NR. Non compatible avec le réseau 4G, rétrocompatible avec la 3G ou même la 2G. Une partie de la vitesse ultra-rapide et de la latence ultra-faible de la 5G provient de Massive MIMO, une technologie qui utilise plus d’antennes que la 4G MIMO ; les appareils 2G et 3G n’utilisent pas MIMO. La 5G peut transmettre sur des fréquences radio beaucoup plus élevées que la 4G (une mouche dans la pommade, dont nous discutons ci-dessous).
L’analogie suivante résume les différences de couverture radio entre la 4G et la 5G. Considérez la 4G comme un projecteur qui diffuse l’éclairage dans des zones désignées mais gaspille de la lumière là où personne ne l’utilise. En revanche, les signaux 5G sont plus précis. Il utilise des techniques avancées de formation de faisceaux pour s’orienter et communiquer efficacement (et exclusivement) avec les dispositifs cibles.
De même, en diffusant dans les bandes ultra-haute fréquence (SHF) et ultra-haute fréquence (EHF) du spectre radio, telles que 28 GHz et plus, la 5G transmet plus de données en utilisant les vitesses de données plus élevées prises en charge par ces fréquences. Ces ondes de bande sont (actuellement) moins encombrées que les bandes passantes plus courtes et prennent en charge des vitesses plus rapides et une latence plus faible. Bien que les bandes HF soient disponibles pour la 5G, elles ne peuvent pas correspondre aux vitesses de données plus élevées de SHF et EHF.
Par rapport à la 4G, les interfaces avancées de la 5G peuvent faire fonctionner plus d’appareils dans la même zone.Par exemple, la 4G prend en charge environ 4 000 appareils par kilomètre2 Et la 5G prend en charge 1 million dans le même espace.
Une autre amélioration de la 5G par rapport à la 4G est que les stations de base 5G fonctionnent en duplex intégral, ce qui signifie qu’elles transmettent et reçoivent simultanément sur la même fréquence. En revanche, la 4G alterne entre Tx et Rx, ce qui ralentit la vitesse des données.
Découpage des réseaux 4G et 5G
Bien que négligé par les utilisateurs ordinaires du réseau, le découpage du réseau 5G peut être l’aspect le plus important de l’évolution de la 5G. Cette architecture réseau peut prendre en charge d’innombrables SLR sur le même spectre, tout comme la superposition d’applications SDN et NFV. Le découpage crée des réseaux virtuels et indépendants de bout en bout, tirant parti de la mise en œuvre de services évolutifs et flexibles qui n’étaient pas possibles jusqu’à présent.
Alors que les opérateurs et les utilisateurs finaux profitent désormais du découpage du réseau 4G, l’ampleur même des connexions 5G éclipsera l’utilité du découpage du réseau 4G. Il est difficile d’imaginer comment un réseau 4G pourrait automatiser – et encore moins efficacement – les différentes fonctions (par exemple, robots, capteurs, etc.) requises dans les ports d’expédition ou les usines automobiles. C’est l’une des raisons pour lesquelles personne ne parle de réseaux 4G prenant en charge les voitures autonomes.
Le découpage du réseau – avec « LoRA » – débloquera enfin tout le potentiel des communications IoT et M2M sur 5G LPWAN.
Regardez cette vidéo réalisée par IEEE Spectrum en 2017 : https://spectrum.ieee.org/video/telecom/wireless/everything-you-need-to-know-about-5g
Latence 4G et 5G
Nous avons parlé de latence plus haut. Pour un humain, la différence entre 50 ms et 5 ms est presque indiscernable, mais pour une machine, c’est énorme. Bien sûr, les applications VR améliorées et la possibilité de télécharger un film UHD complet en quelques secondes sont de bonnes choses, mais une latence ultra-faible est très importante pour les voitures autonomes (alias « véhicules guidés automatisés » ou AGV) et les « machines à grande échelle ». » type de communication (IdO « industriel »).
Les recherches montrent que les vitesses de latence 5G varient ; gardez à l’esprit que les « trois grands » (UIT, IETF et 3GPP) n’ont pas encore établi de normes finales de latence 5G. Les utilisateurs des réseaux 4G peuvent s’attendre à environ 50 ms de latence, ce qui est plutôt bien. À moins que vous n’aimiez le cloud gaming (pensez à Google Stadia), ces intervalles devraient être suffisants pour votre utilisation.
Selon des essais en laboratoire menés par la Global Mobile Suppliers Association (GSA) en 2018, la latence 5G varie de <1 ms à 9-12 ms, la grande majorité se situant entre 1 et 2 ms. Il s'agit d'une fenêtre de changement très étroite ; les humains ne peuvent pas utiliser leurs sens innés pour discerner cognitivement ces minuscules différences.
Verizon affirme que la latence sera « d’une milliseconde sur le réseau 5G ». Vous souvenez-vous de la surmédiatisation dont nous parlions au début ? Préparez-vous à des déceptions marketing trompeuses et directes de la part d’ORM comme AT&T (Avez-vous entendu parler de l’étoile de la mort5G E« ? Alerte spoil– Ce n’est pas 5G, juste rebaptisé 4G ) et Grand Rouge.
Utilisation de la bande passante 5G et 4G
Pour ceux d’entre vous qui pensent que la 5G sera la panacée, nous détestons pleuvoir sur votre défilé, mais comme la latence du réseau des satellites de Mars, la bande passante limitera l’utilité de la 5G. Le CTO de T-Mobile, Neville Ray, a affirmé que l’utilisation du spectre d’ondes millimétriques pour la 5G, ou la bande passante EHF, « ne surpassera jamais les points d’accès 5G à petite échelle dans les environnements urbains denses ».
L’avis de Ray : les lois de la physique dictent l’utilité de la technologie 5G mmWave. La capacité des ondes radio EHF à transmettre des données est limitée par la distance (par rapport à la norme WiFi 801.11ad). Pour aggraver les choses, le verre, les murs et même les portes partiellement fermées bloquent les ondes EHF ; des bandes de longueur d’onde plus courtes pénètrent facilement ces matériaux.
Voir ce .gif démontrant le point de vue de Ray :
Le CTO de T-Mobile, Neville Ray, montre les limites de la 5G mmWave
Source : https://www.t-mobile.com/news/the-5g-status-quo-is-clearly-not-good-enough
C’est la mouche dans la pommade ; la vitesse à blanc de la 5G est rendue possible par la propagation du spectre mmWave. Ainsi, bien que la 5G puisse être utilisée sur des bandes passantes plus faibles, les vitesses de données ne seront pas aussi rapides que les affirmations scandaleuses faites par des ORM comme Verizon et AT&T. En outre, les données et la capacité des utilisateurs sont également affectées. Selon certaines informations, Apple ne lancera pas d’iPhone compatible 5G avant la fin de 2020 au plus tôt.
fin
Ceux qui se souviennent de l’introduction de la 4G (et de son marketing hyperbolique) il y a dix ans se souviennent qu’il a fallu des années aux réseaux pour atteindre les niveaux de couverture actuels. Même maintenant, seulement 70% des personnes aux États-Unis ont accès à des vitesses 4G.
Compte tenu du nombre considérable de nouvelles stations de base radio requises pour la 5G, on s’attend à ce qu’il faille des décennies, voire aucune, pour que la 5G corresponde à la couverture de la 4G actuelle. La transition vers une utilisation généralisée de la 5G sera une entreprise incroyablement coûteuse, nécessitant une construction massive d’infrastructures. La 4G sera donc avec nous dans un avenir prévisible.
Heureusement, la technologie LTE continuera d’évoluer, même si AT&T l’appelle « 5G E ». Vous pouvez donc descendre du train technique pendant un certain temps ; le transit 5G s’annonce long.