La 5G au service de l’industrie
La 5G, un énième réseau mobile ?
Chacune des normes de réseau mobile répond à un besoin spécifique.
- 2G : La généralisation de la téléphonie sans fil ;
- 3G : Le développement des échanges de données ;
- 4G : L’amélioration des débits notamment pour les flux vidéo.
Qu’en est-il de la 5G ? Cette norme n’est pas réservée à un usage public, bien au contraire. Le grand public reste concerné par l’arrivée de la 5G avec l’amélioration des débits et de la latence ainsi que la démocratisation du FWA (Fixed Wireless Access).
Cependant, les usages de la 5G sont résolument industriels.
Les nouveaux besoins de l’industrie
La disponibilité a toujours été privilégiée aux performances ainsi qu’à la sécurité pour les réseaux industriels. Les technologies employées en industrie sont ainsi robustes mais très rarement à jour.
Cependant, l’industrie vit actuellement une période de transition. Un nouveau standard, nommé “Industrie 4.0”, est progressivement adopté. La priorité est accordée à l’amélioration de la connectivité dans les usines par le déploiement de multiples capteurs sur de vastes surfaces de production.
Sous l’impulsion de la norme IEC 62443, la cybersécurité fait son apparition au sein des réseaux industriels. Le but de cette norme est de sécuriser tout autant les données de l’entreprise que ses infrastructures physiques.
Enfin, de nouveaux services avec de forts besoins en matière de débit et de latence se démocratisent progressivement : réalité virtuelle, véhicules autonomes ou encore traitement d’images en temps réel. Ces usages impliquant une grande mobilité, les réseaux sans fil sont privilégiés.
Quelle technologie serait donc en mesure de prendre en charge ces besoins ?
5G et industrie, une parfaite synergie ?
La prise en charge d’utilisateurs multiples en simultané, l’amélioration des débits (jusqu’à 10 Gbps) ainsi que la gestion des communications les plus critiques (1 ms de latence) permettent à la 5G de répondre aux nouveaux enjeux du monde industriel. Le déploiement d’un réseau 5G privé est donc un besoin naissant pour les industriels.
Preuve de l’implication du secteur industriel dans le développement de la 5G, des entreprises présentant des intérêts communs pour cette technologie se sont réunies.
Celles souhaitant promouvoir le développement de l’industrie 4.0 se sont ainsi regroupées sous le nom de 5G-ACIA. En parallèle, des acteurs du secteur automobile ainsi que des télécommunications travaillent, via la 5GAA, sur l’intégration de la 5G aux véhicules autonomes.
La 5G est donc promise à l’industrie. Mais comment l’intégrer aux réseaux existants ?
Un réseau 5G propre à chaque entreprise
Une fois le besoin de déployer un réseau 5G privé identifié, un industriel doit statuer sur le type d’architecture à déployer ainsi que la nature du spectre à exploiter.
En effet, le caractère privé d’un réseau 5G est modulable. Un industriel peut déployer l’ensemble des composants d’un réseau 5G au sein de ses sites de production tout comme simplement partager un réseau d’accès avec un opérateur. Le placement de chacun des éléments du réseau est ainsi au libre choix de l’industriel.
Les services nécessitant un accès au réseau 5G définissent le type d’architecture à déployer.
Les données sensibles ne peuvent être véhiculées sur le réseau public. De même, le réseau 5G doit être au plus proche des services critiques afin de limiter les temps de latence. La présence des composants du réseau 5G sur les sites de production est alors nécessaire.
Au contraire, les cas d’usage peu critiques n’exigent pas la mise en place d’une architecture 5G complète. Le partage des infrastructures avec un opérateur est alors privilégié.
Concernant le spectre de fréquences, plusieurs options sont à la disposition des industriels.
Le spectre avec licence garantit une qualité de service. Cependant, l’accès à ce type de spectre est onéreux. Il peut être détenu :
- Par l’opérateur dans le cadre d’un réseau 5G partagé avec un industriel ;
- Par l’industriel si le réseau déployé est cloisonné. Une demande auprès de l’Arcep ou du ministère de l’Intérieur doit alors être effectuée.
Pour les usages non critiques, le spectre sans licence convient parfaitement puisque libre d’accès. L’utilisation de ce type de spectre n’est en revanche pas synchronisée entre les différents utilisateurs. La mise en place d’un partage synchrone sur ce type de spectre est à l’étude en profitant notamment de la capacité de coordination des différentes antennes 5G (Coordinated Multi-Point, CoMP).
Le réseau 5G déployé peut être indépendant tout comme connexe au réseau existant.
Des technologies filaires comme le TSN (Time Sensitive Networking), une norme IEEE 802.1, permettent déjà de gérer des communications en temps réel. La 5G peut alors être couplée à ce type de réseau en étant perçue comme un simple bridge.
La 5G privée partout dès maintenant ?
Le déploiement de réseau 5G privé n’en est encore qu’à ses prémices. L’attribution de la bande de fréquences permettant d’exploiter au maximum les capacités de la 5G (25 GHz) n’a pas encore été effectuée pour la majore partie des pays.
Cependant, le déploiement de réseau mobile privé ne se résume pas à la 5G. Certains industriels ont opté pour la 4G afin de répondre à leur besoin de connectivité sur de vastes surfaces.
En témoigne le nombre de demandes d’attribution de fréquences auprès de l’Arcep, le déploiement de réseau 4G privé reste récent. En effet, la 4G a tout d’abord été développée pour le grand public. Les projets de 4G privée ne sont donc encore pas matures.
D’autre part, les services employant des communications critiques ne peuvent être assurés par la 4G. Seule la 5G permet le développement de nouveaux cas d’usage comme la réalité virtuelle ou les véhicules autonomes.
L’intégration de la 4G aux réseaux industriels reste un excellent moyen d’anticiper les contraintes liées au déploiement d’un réseau mobile privé en zone de production. La 4G permet ainsi de préparer le terrain pour une technologie résolument industrielle : la 5G.
