Frederik Lipfert – Unsplash 
Dans ce nouveau format d’article, nous faisons le tour d’un sujet technique, mais sans entrer dans la technique justement. Il s’agit de vous donner les grandes lignes pour bien comprendre de quoi il s’agit, des évolutions à venir et des enjeux qui l’entourent. On commence par la 5G, dont on parle depuis des années sur Next.
5G comme… 5e Génération, merci Captain Obvious
On commence par une présentation rapide et factuelle : la 5G, c’est la cinquième génération de réseau de téléphonie mobile. Ainsi, elle arrive après la 2G (en voie d’extinction en France et dans le monde), la 3G et la 4G qui est actuellement la technologie au cœur d’une large partie des réseaux.
En France, on dispose d’une autorité de régulation (avec un pouvoir de sanction) pour les télécoms : l’Arcep. Cette dernière présente la 5G comme une « génération de rupture ». La promesse de base était de multiplier les débits par dix et de diviser la latence par dix aussi. La 5G est aussi « prête » pour l’inondation annoncée des objets connectés.
Notez que la suite se prépare déjà avec la 6G. La promesse est du même acabit, mais en visant toujours plus haut : le débit sera encore multiplié par 1 000 et la latence divisée par 10, selon plusieurs organismes et chercheurs. Les travaux sont encore à leur début et n'attendez pas cette technologie avant 2030 probablement.
Commentaires (38)
#1
#1.1
#1.2
- réaction au mouvement très rapide (on est joueurs en R&D)
- faisceau de 5°/5° d'ouverture qui peux balayer sur 90°/30°
#2
#3
Mais bonjour l'impact sur la balance, et juste après Paques
#4
Est-il obligatoire de capter une autre fréquence 4G (LTE), comme par exemple le 1800 MHz. Ce qui réduit alors la portée de la 5G 700 MHz à celle du 1800 MHz, notamment en intérieur.
#5
je n'arriverai jamais à comprendre l'intérêt dans un contexte multiutilisateurs, ce qui est hautement le cas d'un réseau mobile, il faudrait que l'antenne et la (les) propagations soient aussi rapides que le multiplexage, j'ai un doute.
Avec un seul utilisateur, l'exemple du FH n'indique rien, un FH n'est pas multiutilisateurs.
#5.1
Je vois comme une dimension supplémentaire :
- 2g l'unique dimension était la fréquence saucissonnée pour les utilisateurs
- 3g ajout de la notion temporale : la fréquence est toujours saucissonnée, mais les utilisateurs se partagent un créneau de temps (chacun son tour sur un morceau de fréquence).
- 4g meilleur partage : un utilisateur peut avoir plus de temps / fréquence(s) pendant qu'il télécharge au "détriment" d'autres inactifs
- 5g/beamforming : nouvelle dimension de position géographique, le partage de la ressource radio se fait en fréquence(s) / temps / position géographique, le tout avec plusieurs connexions simultanées si besoin (MIMO)
#5.2
C'est certainement du partage de gâteau, pas de la multiplication des pains.
#5.3
D'un point de vue liaison il y'a bien 2 transmissions simultanées sur le même canal (et donc multiplication des pains). C'est la position géographique, et l'exploitation du phénomène de beamforming, qui permet à chacun de filtrer ses données et donc de partager la même fréquence.
Wikipedia semble en phase avec mon propos. Chaque antenne émet les deux signaux, en calculant le décalage exact pour qu'à telle position géographique, ils arrivent en même temps et se superposent :
- ton signal arrive d'une soixantaine d'antennes parfaitement synchronisées, et donc se cumulent et augmentent le gain l'endroit précis de ta position,
- celui (ceux ?) destiné(s) à d'autres utilisateurs t'arrivent en décalé donc ne se cumulent pas voire s'annulent.
#5.4
Tu crois vraiment ça ?
Comment on peut savoir si précisément ce que reçoit le mobile, il faudrait qu'il échange avec chaque antenne dans le sens fixe >> mobile, ça peut se faire, mais dans l'autre sens, si une seule ou deux antenne le voit, c'est déjà bien, car il n'a pas la même PIRE que le pylône.
Pour moi, le principe, c'est plutôt ça: https://media.geeksforgeeks.org/wp-content/uploads/20230426110942/Beamforming-in-wireless-communication-(1).webp
De plus, le calcul ne donne pas le même résultat pour chaque sous porteuse, forcément.
Historique des modifications :
Posté le 10/04/2024 à 15h30
ton signal arrive d'une soixantaine d'antennes parfaitement synchronisées, et donc se cumulent et augmentent le gain l'endroit précis de ta position,
Tu crois vraiment ça ?
Comment on peut savoir si précisément ce que reçoit le mobile, il faudrait qu'il échange avec chaque antenne dans le sens fixe >> mobile, ça peut se faire, mais dans l'autre sens, si une seule ou deux antenne le voit, c'est déjà bien, car il n'a pas la même PIRE que le pylône.
De plus, le calcul ne donne pas le même résultat pour chaque sous porteuse, forcément.
#5.6
Ton exemple est bon mais avec uniquement 4 antennes (une par côté). En 4-5g je crois que ça ressemble plutôt à ça : https://images.squarespace-cdn.com/content/5727a25a1bbee088172a1d40/1553004128175-WE53PSH74P4D4EG4TOD6/Figure_22_beam4_v2.png
Chaque côté du pylône est une matrice de 8x8 antennes, en modulant précisément plusieurs antennes, on peut créer un faisceau très directif beaucoup plus fort (le vecteur sur l'image), chaque antenne "fuit un peu" dans d'autres directions, mais comme ces flux ne se cumulent avec aucun autre, ils sont bien moins forts. (Side lobes dans ton image, les pics bleus sur la mienne)
L'image présente un seul flux à la fois, mais rien n'empêcherait d'imaginer deux faisceaux en même temps sur le même canal.
#5.12
je ne parle même pas d'upload, mais pour être localisé avec précision, le mobile a forcément besoin de renvoyer en retour l'information sur le signal qu'il reçoit de qui, quel niveau et à quel moment, bon , pas forcément à chaque émetteur, il suffit qu'un traite ce retour pour les autres, le problème dans un réseau mobile par rapport à un FH, c'est la dissymétrie de la PIRE qui fait qu'un mobile peut très bien recevoir, mais ne soit pas capable de transmettre, je pense que c'est aggravé par le beamforming.
#5.13
Oui, il y a un retour du mobile mais surtout, les antennes sont sur le même panneau d'antennes, les unes à côté des autres.
J'ai l'impression que le saut technologique est énorme avec ces techniques et que ce que l'on savait (au moins moi) devient obsolète.
#5.5
La méthode pour que les 2 signaux soient totalement synchronisés, c'est qu'ils proviennent de la même source (attention, c'est uniquement le cas pour les ondes électromagnétiques, pour les ondes mécaniques, pas besoin).
Donc l'effet beamforming dont tu parles, est utilisé au sein de chaque antenne, pour envoyer un même signal avec plus ou moins de force en fonction de l'angle vis-à-vis de l'antenne, pas pour faire interférer des signaux d'antenne entre eux.
Pour pouvoir réaliser une synchronisation parfaite de 2 antennes différentes (et si c'est possible !), il faudrait déployer des moyens colossaux, à commencer par une synchronisation parfaite des 2 antennes. Un décalage ne serait-ce que d'1 microseconde et la lumière parcours 300m de plus ou de moins par rapport à ce qui était prévu, et c'est donc raté pour la synchronisation des signaux.
Même en descendant à 1 nanoseconde, (30cm), c'est encore beaucoup trop pour pouvoir faire de l'interférence ondulatoire entre 2 sources différentes.
Donc en fait, de ce que je comprends, l'effet beamforming, c'est pour que chaque antenne émette une onde qui ne soit pas la même en fonction de la direction de la diffusion. Ce n'est pas pour faire interférer les ondes d'antennes différentes entre elles.
#5.7
Avant tout je suis néophyte. Pour mon regard naïf (de néophyte donc) ça me semble relativement simple :-) les antennes en questions sont sur le même pylône, je ne vois pas la difficulté particulière à les synchroniser très précisément. On y arrive avec des constellations satellites de GPS en mouvements espacés de plusieurs milliers de km, pourquoi ne pourrait-t-on pas le faire pour des antennes séparées de quelques cm ?
Wikipedia écrit exactement l'inverse :
Ceci est réalisé en combinant les éléments d'un réseau d'antennes à commande de phase de telle façon que dans des directions particulières, les signaux interfèrent de façon constructive tandis que dans d'autres directions les interférences soient destructives. Le beamforming peut être utilisé du côté émetteur ou du côté récepteur pour obtenir une sélectivité spatiale.
#5.8
Rien n'est simple en mécanique ondulatoire, et encore moins lorsqu'il s'agit d'électromagnétisme ;) Regarde le principe d'interférence des ondes électromagnétiques, comme l'expérience de Young par exemple.
Wikipédia parle des ondes en général. Ce qui est vrai à première vue pour les ondes mécaniques (avec support, comme le son par exemple) ne l'est pas forcément pour les ondes électromagnétiques et inversement.
Pour réaliser des interférences électromagnétiques, il faut que les deux sources soient en cohérence spatiale et temporelle.
Et cela ça nécessite des conditions très strictes. Les interférences, au sens ondulatoire du terme, on ne l'atteint à ce jour que par des lasers (à ma connaissance). Et encore, il faut que les 2 faisceaux qui interfèrent soient issus du même laser (sinon, il n'y a pas la cohérence temporelle, donc pas d'interférence).
Parce que ce ne sont pas les mêmes besoins. Pour que le GPS fonctionne, il faut effectivement une synchronisation avec les satellites. Mais les besoins de synchronisation pour pouvoir réaliser des interférences lumineuses sont beaucoup, beaucoup plus importants.
Quand tu parlais d'antennes, je pensais antenne distance, pas sur le même pylône. Mais cela ne change pas grand chose en pratique, tant les conditions pour avoir des interférences lumineuses sont drastiques.
Si tu prends l'expérience de Young, et qu'au lieu d'éclairer chaque fente avec le même faisceau, tu l'éclaires avec 2 sources différentes (2 lasers identiques), tu observeras... l'absence d'interférence !
Bref, le beamforming, est utilisé, selon moi, pour avoir une diffusion anisotropique du signal. Cela permet de diffusion plusieurs signaux sur la même fréquence et en même temps, mais dans des directions différentes. Mais absolument par pour faire interférer des signaux provenant de multiples antennes comme tu le sous-entends dans ton commentaire #5.3 ;)
#5.9
Au lieu d'une seule antenne d'une certaine surface, on a plein de petites antennes qui couvrent une surface comparable. C'est ce qui est appelé : Massive MIMO. Le massive est important.
Voir ces pages d' Ericsson sur le sujet.
Et synchroniser ces petites antennes à partir d'une même source me semble possible et cela permet d'avoir des faisceaux plus directifs générés à partir d'un champ de petites antennes.
Après, je n'irai pas plus loin dans la technique, mes cours d'électromagnétisme et de propagation sont bien trop lointains et cela n'a jamais été ma matière préférée.
#5.11
C'est ce que j'image aussi, c'est réalisé statiquement depuis longtemps en couplant des antennes, la nouveauté c'est que ça devient dynamique, mais je retombe sur mon questionnement quand on a plusieurs utilisateurs, dans plusieurs directions, il faut bien en privilégier une, ou alors moduler les antennes au rythme du multiplexage temporel ?
Et même, une liaison se fait dans les deux sens, si la microseconde suivante l'antenne n'est plus formée au top quand il s'agit de recevoir une trame au lieu d'émettre, bah on ne recevra rien, liaison perdue.
#5.10
Après, pour localiser un récepteur, il faut évidemment que celui ci soit capable de transmettre en retour des informations sur le signal qu'il reçoit, ce qui est difficile à imaginer pour un mobile dans un réseau multisites.
#5.14
#5.15
#5.16
Pour moi on peut localiser un téléphone grâce aux multiples antennes : selon la force du signal reçu et léger retard entre chaque antenne, tu peux déterminer la position de l'émetteur. En fait il suffit d'appliquer le même écart de délais/forces en émission pour que le beamforming pointe au bon endroit.
#6
Quant à la 5G elle n'a pas grande importance pour un particulier, mais oui, il faut progresser et innover pour les usages professionnels... les particuliers pouvant en bénéficier à plus long terme simplement pour éviter la superposition de couches technologiques... c'est pourquoi je pose les question sur la 2G et savoir s'il est possible de faire disparaître cette techno et d'en récupérer les fréquences.
#6.1
En effet, au delà des terminaux GSM qui ont eu une sorte de retour d’intérêt chez certaines personnes pour leur simplicité et autonomie (« je me sers de mon mobile que pour téléphoner et envoyer des sms », « suffisant pour rester en contact avec mon jeune ado » etc, on parle d’une myriade d’équipements embarquant des modules 2g ou 3g pour communiquer (alerte sur leur mauvais fonctionnement, appel d’urgence d’ascenseurs, défibrillateurs, balises gps, etc) qu’il sera difficile voire impossible de changer sans changer d’appareil.
#6.3
Mais en même temps, on peut se demander ce qui est passé par la tête des constructeurs automobiles pour ne supporter qu'une technologie en phase d'obsolescence prochaine...
#6.2
Malheureusement, les autorités publiques n'ont pas l'idée d'interdire la vente de mobiles 2G neufs, vu que l'arrêt de ce réseau est en cours de mise en oeuvre par les 3 opérateurs en France.
#7
Et pour la campagne ? Et bien les fréquences 4g actuelles paraissent très bien pour le moment. Soit on va chez free pour le logo qui sert à rien, soit on peut s’en passer avec une bonne 4g. Car a pleins d’endroit 1km de rayon c’est des champs avec pas grand chose autour à juste 1km.
Pour l’aspect ecolo, je suis sur que les opérateurs sont bipolaires:
D’un côté il faudrait un forfait illimité ou avec le plus de go et de Conso possible en 5g.
De l’autre, ça arrangerait tout le monde si la plupart des usages étaient fait en wifi, en fibre.
Il devrait y avoir une réelle incitation à utiliser le wifi à la maison.
De la 4g illimité, j’ai déjà vu des gens qui n’allaient jamais en wifi par « flemme « et du fait que la différence réseau mobile/wifi ne paraissait pas perceptible.
La 5g et la 6g sont marketés comme la 4g: certes les usages évoluent mais on nous promet encore des trucs qui sont totalement fantaisistes (VR, jeux en réseaux,…) sur des téléphone ? Really. Et de toute façon, en petit jeu : remplacez fibre et wifi6/7 dans le marketing des opérateurs au lieu de la 5g et ça fait pareil.
L’échec de la vente de la 5g comme quelque chose de premium par les opérateurs vient de la crise de sens qu’il y a avec :
En NSA, ça bouffe plus de batterie (beaucoup plus) pour pas grand chose.
Les usages restent pareil, et la différence est nulle (sauf sur les Speedtest )?
A un moment j’avais pris un forfait Sosh 5g, j’ai fais des speedtests qui étaient aussi rapides que mon wifi dans la rue. C’était cool. Et puis je suis parti et revenu sur un forfait 4g 40go 10€ moins cher. Je fais la même chose, la 5g ne me servait à rien, sauf pour frimer à qui a la plus grosse.
Sur un iphone, le mode 5g auto, par défaut préserve la batterie en utilisant la 5g que si nécessaire. Le truc, c’est que si ça se trouve, on est tout le temps en 4g avec le logo 5g.
En 5g, pendant les tests, j’ai remarqué que si on passe de la 5g à la wifi (voix sur wifi) l’appel coupe. Ce n’est pas le cas de la 4g aux appels wifi. Moins pratique.
La 5g s’imposera. Mais je ne vois qu’un bénéfice c’est de densifier les réseaux pour moins cher pour les opérateurs.
La 5g SA sera vraiment utile et entrera dans le paysage quand elle sera fournie sans surcoût à tous les abonnés.
#7.1
L'isolation n'a rien a voir, il suffit d'avoir des vrais murs !
Exemple (hors sujet): Avec le WiFi 5GHz ça passe très mal de l'intérieur vers le balcon ou quand il y a plus de 2 murs (pas ceux en papier mâché) entre plusieurs pièces, alors ON t'offre le WiFi-6e en 6GHz qui n'a d'utilité que si tu es en vue direct du routeur dans un «openspace» par exemple mais dans un appart normal ça bascule quasi systématiquement en 2.4GHz…
Alors le 26ghz en téléphonie oui peut-être uniquement dans l'utilisation dont l'article parle un stade, une plage, une place de marché…
#7.2
Ceci dit, l'engagement de couverture concerne l'extérieur des bâtiments, pas l'intérieut.
#7.3
Toutefois, il y a des endroits où le 26Ghz peut être déployé, des endroits de forte concentration: stade, hall de gare, hall d'aéroport.
#7.4
#7.5
#8
#9
La coupure de la 3G en 900 Mhz se fera dans la foulée de la 2G, ça aurait pu être l'inverse.
#10
#10.1
Je tapais des speedtests à 300 ou même 500 Mbps dans la rue. Autrement ça ne me servait à rien.
Je suis repassé sur un forfait qui réponds à mes besoins en 4g Sosh (double portabilité, puis retour chez Sosh).
Pour moi je passerai à la 5g quand elle sera sur tous les forfaits, et en SA (la NSA a tendance à vider beaucoup plus la batterie pour pas grand chose).
#10.2