Bien que la 5G ne soit pas encore déployée en Belgique, la prochaine génération de réseaux est déjà bien pensée. Dans quels domaines ces réseaux 6G feront-ils la différence ? Un coup d'oeil devant.
La demande de bande passante mobile double environ tous les deux ans. Le secteur des télécoms est donc constamment à la recherche de technologies innovantes pour accompagner cette croissance.
Par exemple, au cours des deux dernières décennies, trois générations de réseaux « cellulaires » (avec leurs mâts d'antenne typiques) ont fait leur apparition dans nos rues. Depuis le déploiement de la 3G en 2001 et l'introduction commerciale de la 4G en 2009, jusqu'à l'installation des premiers réseaux 5G aujourd'hui. Et entre-temps, bien sûr, un certain nombre d'autres variantes de réseau mobile, telles que le Wi-Fi, ont également revendiqué leur place.
Cependant, malgré tous ces nouveaux développements et le nombre croissant d'options technologiques, notre appétit pour la bande passante reste insatiable. On réfléchit donc déjà beaucoup à la prochaine étape, à savoir l'introduction de la sixième génération de réseaux mobiles (6G).
Bien sûr, il n'en est qu'à ses balbutiements :les normes internationales de la technologie 6G doivent encore être élaborées en détail. Ce qui est certain, cependant, c'est que les réseaux 6G laisseront déjà des kilomètres derrière leurs prédécesseurs - par exemple en ce qui concerne la vitesse (de téléchargement) et le retard du signal.
Pour la plupart des consommateurs, les réseaux haut débit (mobiles) sont principalement destinés à la diffusion fluide de films et de séries, ou au téléchargement très rapide de fichiers volumineux. En d'autres termes :la vitesse est la clé pour eux.
Et cela ne devrait vraiment pas nous surprendre. Après tout, la vitesse est depuis deux décennies le principal argument de vente avec lequel les opérateurs de télécommunications tentent d'attirer les clients.
C'est un fait que nous envoyons tous de plus en plus – et de plus en plus lourds – des fichiers (vidéo) sur Internet. Par exemple, les statistiques de YouTube montrent que plus d'un milliard d'heures de vidéos YouTube sont visionnées chaque jour. Et les trois quarts des utilisateurs de YouTube le font à l'aide d'un appareil mobile.
De plus, les gens veulent pouvoir accéder à leurs téléchargements immédiatement – et partout – et regarder des vidéos dans la résolution la plus élevée possible. Pour rendre cela possible, des connexions haut débit mobiles rapides sont indispensables.
Les réseaux 6G s'appuieront sur cette tendance. Ils proposent une vitesse de téléchargement de pas moins de 100Gbps. C'est déjà dix fois plus rapide que la vitesse de téléchargement (théorique) d'un réseau 5G, et 300 fois plus rapide que celle des réseaux 4G les plus avancés.
La recherche de ces bandes passantes plus élevées est inextricablement liée à l'utilisation de fréquences radio plus élevées :plus la fréquence est élevée, plus la bande passante disponible est importante.
Pour vous donner une idée :les réseaux 4G sont limités à des fréquences allant jusqu'à 2,5 GHz. Les réseaux 5G, quant à eux, utilisent les bandes 28 et 39 GHz; et les prochaines générations de réseaux mobiles - y compris la 6G - fonctionneront très probablement à des fréquences supérieures à 100 GHz.
Bien sûr, une expérience mobile de haute qualité ne dépend pas seulement de la quantité de données que vous pouvez télécharger à grande vitesse. Pour de nombreuses applications, le délai (ou latence) du signal est également de plus en plus important – le temps qui s'écoule entre l'envoi de données (par un capteur, ou depuis un serveur de jeu ou de vidéo, par exemple) et sa réception.
Lorsque vous regardez des programmes TV en temps réel, par exemple, le retard du signal est très important. Après tout, vous ne voulez pas voir ce penalty crucial lors de la finale de la Coupe du monde avec une demi-minute de retard.
Certes, même avec un réseau 5G (et son retard de signal inférieur à 1 milliseconde), ce genre de situations devrait définitivement appartenir au passé. Cependant, la 6G propose une latence encore plus limitée :selon les experts, elle sera à peine de quelques microsecondes (µs).
Cela est particulièrement nécessaire pour prendre en charge le nombre croissant d'applications Internet des objets (IoT). Pensez aux systèmes de contrôle en boucle fermée qui contrôlent indépendamment des machines et des processus industriels complexes basés sur des données de capteurs en temps réel. Il en va de même pour les applications médicales IoT sensibles au temps, telles que le traitement et l'interprétation des signaux d'électrocardiogramme ou d'électroencéphalogramme.
Les possibilités de l'IoT sont bien sûr largement déterminées par le nombre d'appareils et de capteurs connectés. Nous envisageons également une croissance énorme là-bas. Par exemple, l'agence d'études de marché IDC prédit que - d'ici 2025 - l'IoT sera composé de pas moins de 55,7 milliards d'appareils; avec principalement des applications dans le secteur de la sécurité et de l'industrie. Bien entendu, il s'agit de pouvoir connecter un maximum de ces appareils (au m² ou au km²). Nous appelons cette finesse la densité de connexion, ou densité.
Avec la 4G, nous atteignons actuellement une densité d'environ 100 000 appareils par km². Les réseaux 5G font déjà beaucoup mieux à cet égard :après tout, ils permettent de connecter 1 million d'appareils par. Et l'utilisation des réseaux 6G permettrait d'atteindre le chiffre de 10 millions d'appareils connectés par km².
Une remarque importante est que – avec l'introduction de la 6G – cette densité de connexion ne s'exprime idéalement plus en kilomètres carrés (km²) mais en kilomètres cubes (km³). Après tout, la hauteur couverte par les futurs réseaux mobiles deviendra également un différenciateur. Surtout quand, par exemple, des drones plus connectés apparaissent dans les rues. Parce qu'eux aussi sont un élément fondamental de l'Internet des objets de demain.
Comme mentionné, les réseaux 6G devront utiliser des fréquences radio plus élevées pour garantir une bande passante plus élevée. L'un des problèmes, cependant, est que la technologie sous-jacente (puce) n'est pas (encore) capable de fonctionner dans ces fréquences plus élevées de manière économe en énergie. Et cela alors que l'efficacité énergétique n'est qu'un des points de travail du secteur des télécoms.
La société de télécommunications Ericsson a récemment tiré la sonnette d'alarme en déclarant dans un rapport que la consommation d'énergie des réseaux mobiles menaçait d'augmenter de façon spectaculaire, ce qui est problématique, tant pour l'environnement que pour le coût total de ces réseaux.
Mais, bien sûr, l'industrie n'abandonnera pas. Par exemple, selon l'opérateur télécom Orange, l'introduction de nouvelles technologies et logiciels pourrait déjà réduire la consommation d'énergie des réseaux 5G (par gigabit transporté) d'un facteur 10 d'ici 2025 - par rapport à la 4G. Et d'ici 2030, cela pourrait même être un facteur de 20.
D'autre part, nous envoyons de plus en plus de données sur ces réseaux, ce qui annule en grande partie l'efficacité énergétique accrue. Soit dit en passant, c'est une bataille qui se déroule également dans nos centres de données depuis des années - avec des connexions à fibre optique qui doivent être capables de gérer autant de trafic de données que possible et en même temps être très économes en énergie. Par exemple, la technologie de la fibre optique dans les configurations de test a entre-temps atteint une efficacité énergétique de plusieurs centaines de femtojoules par bit (où 1 femtojoule est égal à 10 joules).
Pour être clair :les réseaux sans fil n'ont pas encore atteint ce stade. Mais les réseaux 6G devront également être bien plus performants que leurs prédécesseurs à cet égard. Les chercheurs se sont donc fixé pour objectif de limiter leur consommation d'énergie à moins de 1 nanojoule (10 joules) par bit.
