Tout savoir sur le 5G

L’Union internationale des télécommunications (UIT) est l’organisme des Nations Unies qui a comme mandat de coordonner les activités et services de télécommunication partout dans le monde. L’UIT a défini les exigences générales de rendement pour les réseaux 5G. Elles sont décrites dans les IMT-2020 (normes internationales qui encadrent les communications mobiles). En voici quelques exemples :

Vitesse ultrarapide

Dans des conditions optimales, les réseaux 5G doivent offrir des vitesses de téléchargement de crête 20 Gbit/s. Cela est 20 fois supérieur à la vitesse maximale des réseaux 4G, qui est de 1 Gbit/s. Autrement dit, sur un réseau 5G optimal, vous pourriez télécharger un long métrage d’une durée standard en moins d’une seconde, ou encore 20 longs métrages en autant de temps qu’il en faut pour en télécharger un seul sur un réseau 4G.

Voilà pour la vitesse optimale attendue dans des conditions idéales, mais à quoi peut-on s’attendre dans des conditions moyennes de téléchargement? Bien que de nombreux facteurs puissent influer sur les vitesses de téléchargement, la vitesse moyenne minimale pour un service 5G fiable est de 100 Mbit/s par consommateur. Ce débit minimal se situe bien en deçà de la vitesse optimale de la 5G, mais elle demeure tout de même dix fois plus élevée que la vitesse de téléchargement par consommateur nécessaire pour un service fiable sur les réseaux 4G.

Très faible temps de latence

La latence désigne l’intervalle entre le moment où une donnée est envoyée sur le réseau et celui où elle est reçue. Dans le passé, nous utilisons les réseaux sans fil pour consulter des ressources multimédias, communiquer avec des personnes et nous connecter à d’autres appareils, mais des délais de transmission peuvent parfois nuire à nos interactions.

Pour les réseaux 5G, la norme prévoit des communications ultrafiables et à très faible temps de latence (URLLC), c’est-à-dire de moins d’une milliseconde, ce qui est largement inférieur à la norme de latence des réseaux 4G qui est de 50 millisecondes. Les capacités de communication URLLC nous permettront d’interagir et de nous connecter en temps réel. La 5G nous offre ainsi tout un monde de possibilités, qui étaient jusque-là inaccessibles. En voici quelques exemples :

• Télémédecine : Un médecin se connecte à des robots pour faire des examens et poser des diagnostics à distance, voire pour effectuer des interventions chirurgicales sur des patients.
• Intervention d’urgence : Des robots pompiers pourront être contrôlés à distance pour effectuer des missions de sauvetage et lutter contre les incendies considérés comme trop dangereux pour la vie des pompiers.
• Voitures connectées : Grâce aux informations critiques qu’ils recevront et à leur capacité de communiquer en temps réel avec d’autres véhicules et des plateformes infonuagiques, les véhicules et leurs conducteurs pourront réagir de manière plus éclairée pour éviter les dangers et rendre la conduite sur route plus sûre et les véhicules plus fiables.

La norme URLLC permettra aussi d’améliorer considérablement la réalité augmentée et virtuelle, puisque la 5G permet de recréer en temps réel l’interaction humaine dans l’environnement numérique. Cela aura des retombées bénéfiques pour l’éducation et la formation. Par exemple, les professionnels de la formation pourront d’utiliser ces technologies avec d’autres qui recréent la perception d’interactions à distance — dans ce qu’on appelle l’« Internet tactile » — afin de donner des directives à l’apprenant et de corriger ses actions – simultanément.

Connectivité de masse

Le nombre d’appareils physiques, ou « objets », connectés à Internet (ce qu’on désigne communément comme l’« Internet des objets » ou « IdO ») augmente de manière exponentielle. On ne s’entend pas sur le nombre exact d’objets connectés, mais on s’attend à ce qu’il fasse plus que tripler d’ici 2030, passant de dix milliards en 2020 à plus de trente milliards d’ici 2030. Une bonne partie des appareils de l’IoD n’auront pas besoin de vitesse ultrarapide ni de très faible latence, mais le simple fait qu’ils sont connectés met une pression énorme sur la capacité des réseaux actuels.

Avez-vous déjà eu du mal à utiliser les services sans fil dans un grand rassemblement, un concert ou un événement sportif? Avez-vous eu du mal à vous connecter au réseau? Le service était-il fiable? En fait, les réseaux des générations précédentes ont des limites quant au nombre de connexions qu’ils peuvent prendre en charge dans une zone donnée. Pour exploiter pleinement l’IdO, il faut augmenter considérablement la capacité de connexions des réseaux sans fil.

Les réseaux 5G seront conçus pour permettre la connexion d’un très grand nombre d’appareils physiques, même dans des espaces confinés. La norme IMT-2020 prévoit une densité de connexion d’un million d’appareils par kilomètre carré, comparée à une densité de 2 000 appareils par kilomètre carré pour les réseaux 4G.

Faible consommation d’énergie

L’efficacité énergétique des appareils, autant en mode actif qu’à l’état de veille, est une autre des exigences clés pour les réseaux 5G prévues dans les IMT-2020. Pour satisfaire cette exigence, les modems sans fil ne seront plus branchés à une source d’énergie. Ils seront plutôt munis de batteries ayant une durée de vie de 10 ans. On saisit vite les avantages de cette autonomie accrue dans un contexte où l’on envisage d’installer des milliers de capteurs et d’autres appareils physiques, car cela permettra de réduire les coûts d’installation, d’entretien et de remplacement. Il sera également possible de les installer dans des zones dépourvues de sources d’alimentation électrique.

Bien que bref, cet aperçu des exigences de rendement pour les réseaux 5G témoigne tout de même du pouvoir transformateur de la nouvelle technologie.

Les avantages de la 5G revêtiront de nombreux visages, selon les utilisations. Les consommateurs qui utilisent principalement le sans-fil pour communiquer par messagerie texte, pour télécharger ou visionner du contenu ou pour naviguer sur le Web n’y verront pas de différence, si ce n’est que la connexion s’établira plus rapidement et les réseaux seront beaucoup plus fiables qu’avant. Les consommateurs qui n’ont pas accès à une connexion Internet à haut débit chez eux (c’est-à-dire par câble ou fibre optique) pourront désormais avoir accès à Internet au moyen d’une connexion fixe sans fil 5G.

Les propriétaires de voiture auront accès à davantage de services livrés directement à leurs systèmes de bord grâce au sans-fil, par exemple des avis sur le trafic en temps réel, des données de navigation améliorées et d’autres services d’infodivertissement, de même que des mises à jour de logiciels en direct et à distance.

Grâce à la réalité augmentée, à la réalité virtuelle et à d’autres technologies similaires, il sera possible d’offrir plus d’expériences immersives aux consommateurs lors d’événements publics ou même dans le confort de leur foyer.

Les réseaux électriques intelligents nous permettront de programmer nos électroménagers pour qu’ils se mettent en marche seulement à des heures de faible consommation d’énergie. Ce ne sont là que quelques-unes des nombreuses applications concrètes de la 5G. Il va sans dire que cette nouvelle technologie révolutionnera la manière dont les consommateurs vivent et interagissent avec le monde.

Mais les réseaux 5G font bien plus qu’améliorer la vie des consommateurs… Ils auront des avantages considérables dans pratiquement toutes les industries. Que ce soit dans le domaine de la fabrication de pointe, les soins de santé, le transport, le commerce de détail, l’exploitation des ressources naturelles ou l’urbanisme, les réseaux 5G permettront de créer des liens entre les machines et leurs opérateurs, de telle sorte que nous puissions travailler de manière plus intelligente, efficace et rentable.

Les premiers réseaux 5G sont apparus dans les grandes villes au début de 2020, et leur déploiement se poursuit depuis. Les premiers réseaux utilisaient les bandes de fréquences situées dans la partie inférieure du spectre, jusqu’à ce que la partie médiane s’ouvre à eux en 2022. Selon le CRTC, la 5G était accessible à 85 % de la population canadienne dès la fin de 2021.

La voie vers la construction de réseaux 5G est pavée d’obstacles. Au Canada, nous sommes confrontés à trois grands défis : l’envergure des investissements requis, la disponibilité des fréquences et la réglementation et les processus relatifs à la construction de l’infrastructure 5G.

Investissement

À l’heure actuelle, le Canada possède des réseaux mobiles sans fil qui comptent parmi les meilleurs, les plus étendus et les plus rapides pour ce qui est des vitesses de téléchargement des pays du G7. Pour parvenir à un tel niveau de rendement, les entreprises de télécommunication du Canada (c’est-à-dire les exploitants qui construisent et exploitent les réseaux sans fil au Canada) ont fait de grands investissements, soit plus de 55 milliards de dollars à ce jour, plus 26 milliards pour l’acquisition de licences du spectre. En dépenses d’investissement par abonné, ces entreprises ont consacré beaucoup plus de leur revenu que l’Australie et les autres pays du G7.

Pour que le Canada maintienne son leadership mondial dans le domaine des communications sans fil mobiles, nos entreprises de télécommunication devront investir encore plus. Pour y arriver, elles auront toutefois besoin d’un cadre réglementaire stable qui reconnaît que la concurrence entre entreprises est la meilleure stratégie pour favoriser l’investissement.

Spectre

Les Canadiens figurent parmi les plus grands consommateurs de données sans fil au monde et, à en juger par la croissance de l’utilisation qui ne faiblit pas, il y a tout lieu de penser que la tendance se maintiendra. Pour répondre à la demande, nous devons assigner de nouvelles fréquences aux services de mobilité sans fil. De plus, pour satisfaire les exigences de rendement relatives aux réseaux 5G, il faudra recourir aux bandes de fréquences de toutes les parties du spectre, basse, médiane et haute.

En résumé, pour demeurer en tête dans la course à la 5G, il importe que le gouvernement du Canada assigne en temps opportun les nouvelles fréquences requises pour les réseaux du 5G.

Construction de l’infrastructure 5G

En plus des importants avantages économiques qu’elle procurera, la 5G facilitera le quotitien des citoyens et donnera aux villes un accès à des services gouvernementaux améliorés. Il faudra moderniser la réglementation et les droits en matière d’infrastructure sans fil, qui à l’époque ont été pensés pour des tours de 60 mètres de hauteur.

Pour construire les réseaux 5G, il faudra un grand nombre de petites cellules (ou petites antennes) utilisant de l’équipement miniaturisé. L’emplacement des cellules devra être choisi avec précision et les sites d’implantation à approuver seront plus nombreux. Pour concrétiser les avantages de la 5G, il faudra moderniser la réglementation qui régit l’infrastructure à tous les niveaux afin de satisfaire les conditions suivantes :

i) donner aux exploitants un accès équitable et raisonnable aux terres et bâtiments publics, incluant les poteaux électriques et les lampadaires;
ii) simplifier les procédures administratives, notamment raccourcir les délais, prévoir les exemptions appropriées et appliquer des normes objectives;
iii) établir des droits raisonnables et non discriminatoires pour l’utilisation de l’infrastructure publique.