Ce que sera la 5G : une technologie sans fil ultra-rapide testée à New York

Le plus grand fabricant de téléphones portables au monde, Samsung, a fait sensation la semaine dernière en annonçant une technologie sans fil ultrarapide qu'il a officieusement baptisée 5G. Et la technologie a en effet été testée dans les rues de New York.

Test de rapidité: Les ingénieurs de Samsung Wonsuk Choi, Daeryong Lee et Byunghwan Lee travaillent dans un banc d'essai sans fil à Suwon, en Corée du Sud.

Le système est impressionnant mais est toujours en développement, ce qui est vrai pour toutes les technologies qui sous-tendront la prochaine génération de communications sans fil. Lorsque la 5G arrivera, elle combinera probablement de nouveaux protocoles sans fil avec de nouvelles conceptions de réseaux, des schémas de partage de spectre et davantage de petits émetteurs.

Samsung affirme que son nouvel émetteur-récepteur peut envoyer et recevoir des données à des vitesses de plus d'un gigabit par seconde sur jusqu'à deux kilomètres et qu'il pourrait fournir des dizaines de gigabits par seconde sur des distances plus courtes. Cela se compare à environ 75 mégabits par seconde pour la dernière norme, connue sous le nom de 4G LTE. La technologie Samsung repose sur des fréquences de 28 gigahertz, qui peuvent transporter proportionnellement plus de données, mais peuvent être bloquées par les bâtiments, les personnes, le feuillage et même les précipitations.

Samsung affirme avoir grandement atténué ces problèmes en envoyant des données sur l'une des 64 antennes, en modelant dynamiquement la façon dont le signal est divisé et même en contrôlant la direction dans laquelle il est envoyé, en effectuant des changements en quelques dizaines de nanosecondes en réponse à des conditions changeantes (parmi d'autres caractéristiques, il peut capter les reflets parasites des signaux qui ont rebondi sur un obstacle). L'entreprise n'a pas accordé de demande d'entretien, mais la technologie est décrite dans ce dépôt de brevet de 2010 .

Le travail a également été testé dans le monde réel. L'été dernier, un laboratoire universitaire, NYU sans fil , qui fait partie de l'Institut polytechnique de l'Université de New York, a effectué des tests de performance pour Samsung à New York et à Austin, au Texas, et a découvert que la technologie, également connue sous le nom de cellulaire à ondes millimétriques, pouvait bien fonctionner même à 200 mètres du émetteur, et même dans un environnement encombré. Beaucoup de gens ont la même réaction : « Comment cela peut-il fonctionner ? » Mais nous avons montré que cela pouvait être fait, explique Theodore Rappaport, directeur de NYU Wireless. Nos mesures ont contribué à donner à Samsung et au reste de l'industrie du sans fil l'assurance que le sans fil (28 gigahertz) est viable.

Pourtant, les plages impliquées suggèrent que les technologies à haute fréquence seront les meilleures pour les points chauds à courte portée, dit Jeff Reed , directeur du centre de recherche sans fil de Virginia Tech. Je suis sceptique quant à leur capacité à fournir des débits de données élevés avec la mobilité à laquelle nous nous sommes habitués avec les systèmes cellulaires 2G, 3G et 4G, dit-il. Pendant ce temps, nous avons encore beaucoup de place pour améliorer les systèmes 4G qui fonctionnent dans des plages de fréquences inférieures plus favorables.

Il est certainement vrai que jusqu'à présent, l'industrie n'a mis en œuvre que les fonctionnalités les plus élémentaires de la 4G LTE. Des fonctionnalités plus sophistiquées permettront d'améliorer les débits de données. L'un d'eux est l'agrégation de porteuses, ou la possibilité d'utiliser plusieurs fréquences en même temps pour envoyer un signal. Un autre est l'utilisation de plusieurs antennes, à la manière de la technologie de Samsung. Enfin, diverses astuces de traitement du signal peuvent augmenter efficacement la bande passante en coordonnant intelligemment les efforts des stations de base et des appareils sur les réseaux pour éviter les interférences.

Au-delà de ces améliorations, une plus grande utilisation du spectre sans licence, comme celui utilisé par les équipements Wi-Fi, peut décharger le trafic à l'intérieur des bâtiments pour fournir un énorme coup de pouce ; après tout, environ 70 pour cent du trafic mobile provient de personnes à l'intérieur des maisons et des bureaux.

L'expansion de ce concept est ce que l'on appelle les petites cellules, c'est-à-dire des émetteurs cellulaires qui captent un signal à quelques dizaines de mètres et le relaient sur Internet filaire (voir De minuscules émetteurs pourraient aider à éviter la limitation des données). S'il y en avait un dans chaque foyer, ils pourraient fournir une couverture cellulaire à tout un quartier ou un réseau urbain sans nécessiter de grande station de base (voir Qualcomm propose un réseau de téléphones portables par le peuple, pour le peuple ).

La réalité quotidienne pour les consommateurs est que dans de nombreux cas, les données à haut débit sont meilleures lorsqu'elles proviennent de points d'accès Wi-Fi, et non de réseaux 3G et 4G, dont les vitesses de pointe ne sont pas toujours disponibles partout ou à tout moment de la journée. Cela soulève la question suivante : est-ce que des vitesses de données cellulaires plus rapides sont vraiment ce dont nous avons besoin, ou serions-nous mieux servis si la 5G améliorait les normes cellulaires qui font mieux que le Wi-Fi, qui est la mobilité sur de vastes zones et la connectivité transparente ? déclare Vanu Bose, PDG de Vanu, une entreprise sans fil à Cambridge, Massachusetts. Malgré les débits de données élevés sur les réseaux 3G et 4G, nous souffrons toujours d'appels interrompus et d'une mauvaise couverture dans de nombreux endroits.

Une technologie qui pourrait fournir une meilleure couverture en sautant entre différentes fréquences et différents protocoles sans fil est connue sous le nom de radio cognitive. Seconde par seconde, une telle radio détecterait et exploiterait les trous de spectre disponibles. À moyen terme, il s'agit d'une solution plus probable pour les débits de données élevés et la mobilité que d'utiliser des fréquences plus élevées, dit Reed (voir The Spectrum Crunch That Wasn't et 4G sur la fréquence Baby-Monitor).

Bien que la technologie de Samsung puisse faire partie de l'avenir de la 5G - une technologie de réseau ultrarapide fonctionnant dans des points chauds - un plus grand mélange de technologies et de stratégies sera nécessaire pour fournir des données plus rapidement et de manière plus fiable. Les normes sont établies par l'Union internationale des télécommunications, un organisme des Nations Unies. Il faudra plusieurs années avant que même toutes les versions 4G LTE soient déployées. Samsung a déclaré que sa technologie pourrait être prête d'ici 2020.

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