Les atouts de la 5G pour l’industrie du futur

Atouts 5G
Infographie proposée par Bosch Rexroth présentant les avantages de la 5G dans l'industrie.

  • Les réseaux de communication mobile au standard 5G vont peu à peu se déployer en France.
  • Des industriels ont commencé à évaluer dans leurs usines le potentiel de cette technologie de communication mobile de nouvelle génération.
  • Voici les principaux atouts de la 5G dont pourraient tirer parti les applications industrielles.

# Hauts débits
La 5G offre des vitesses de transmissions accrues : jusqu’à 10 Gbit/s de débit de données soit de 10 à 100 fois plus que les réseaux 4G et 4.5G

# Faible latence
Un réseau 5G est capable de fonctionner en quasi-temps réel grâce à de très faibles temps de latence. Le temps de latence correspond au délais de transit d’une donnée entre le moment où elle est envoyée et celui où elle est reçue. Dans un réseau de communication 5G, le temps de latence serait de l’ordre d’une à deux millisecondes, valeurs bien inférieures aux 20 à 40 millisecondes proposées par les technologies 4G. Cette réactivité est indispensable à certaines applications industrielles. La quasi-instantanéité des échanges est notamment essentielle pour communiquer sans fil avec des systèmes de transport autonome ou pour piloter des équipements robotisés.

# Réseau optimisé pour la production
Le réseau de campus 5G est optimisé pour le type de communication requis en production.

  • Jusqu’à 100 fois plus d’appareils connectés par unité de surface (par rapport à la 4G LTE)
  • la 5G supportera un grand nombre de connexions mobiles simultanées.

Les technologies de communication sans fil réduisent les coûts d’installation de réseaux câblés et du même coup leur maintenance. Un réseau sans fil s’adapte plus aisément aux modifications et aux évolutions des unités de production et à la reconfiguration des lignes de fabrication.

# Nouvelles bandes de fréquences
Les bandes hautes fréquences dédiées réduisent la probabilité d’interférence de signal entre systèmes et minimisent les problèmes de fiabilité qui en découlent. Les technologies de communication vont notamment exploiter de nouvelles bande de fréquences.

  • 700 MHz : cette bande de fréquence est déjà attribuée aux opérateurs depuis 2015, elle est, selon l’Arcep, pleinement disponible depuis mi-2019.
  • 3,5 GHz : en cours de réorganisation, cette bande de fréquences offre un bon ratio couverture/débit et est souvent identifiée selon l’Arcep comme la bande ‘’coeur 5G’’.
  • 26 GHz : Jusqu’à présent utilisée pour les liaisons satellitaires ou d’infrastructures, elle permettra des débits très importants dans des cellules de petites dimensions. Elle présente cependant un moindre pouvoir de pénétration dans les bâtiments et une plus faible portée que la bande 3,5 GHz.

Plus on monte en fréquences plus les débits augmentent mais cela se fait au détriment de la portée et du pouvoir de pénétration des ondes dans les bâtiments.

# Réseaux virtuels
La 5G permet de découper les réseaux en tranches, donc d’établir des réseaux virtuels par application. La technologie 5G prendra en charge les exigences en communication des réseau locaux (LAN) aux réseaux étendus (WAN). Elle est conçue, selon Thales, pour permettre à des configurations de réseaux virtuels simples d’obtenir un meilleur alignement des coûts du réseau par rapport aux besoins des applications. Cette approche permettra aux réseaux mobiles 5G de prendre en charge les communications des équipements connectés et autres appareils IoT tout en étant capables de proposer des solutions économiques pour les applications à faible bande passante et faible consommation.

# Localisation affinée
La 5G peut fournir une solution de localisation intégrée, évitant la nécessité de solutions distinctes. Les réseaux 5G, grâce à une plus grande densité d’antennes, devront être capables de géolocaliser un appareil par triangulation avec une précision de 10 à moins d’un mètre. La triangulation est une méthode qui permet de connaître la position d’un point dont la position est inconnue à partir de points de référence dont la position est connue.

# Beamforming
Le beamforming est un autre procédé qui distingue la 5G des technologies de communication mobile de génération précédente. Les stations de base conventionnelles transmettaient des signaux dans de multiples directions, sans tenir compte de la position des utilisateurs ou des appareils ciblés. Grâce à des matrices MIMO (entrées multiples, sorties multiples) composées de petites antennes combinées en une formation unique, des algorithmes de traitement des signaux déterminent, selon Viavi Solutions, le chemin de transmission le plus efficace vers chaque utilisateur, tandis que des paquets individuels peuvent être envoyés dans de multiples directions, puis orchestrés pour atteindre l’utilisateur final selon une séquence prédéterminée.