5G : résumé de l'année 2021 et ce à quoi il faut s'attendre pour l'avenir

3D rendering of the inscription 5G on the background of the globe

Qu'est-ce que la 5G ?

La 5G est un ensemble de technologies de communication mobile améliorée et actualisée, et ayant des nouvelles caractéristiques résultant de l'ajout de deux nouvelles bandes de haute fréquence : sub-6 GHz (3,5 - 7 GHz) et mmWave (>24 GHz). La bande basse fréquence a une plus grande portée de propagation mais une largeur de bande limitée et une longue latence, tandis que la bande haute fréquence présente les caractéristiques opposées : une courte portée de propagation mais une énorme largeur de bande et une latence ultra-faible. Malgré les limites de sa portée de propagation, le débit élevé et la latence ultra-faible de la 5G (en particulier des ondes millimétriques) lui permettent d'exploiter divers secteurs à forte valeur ajoutée, tels que le contrôle robotique en 3D, la surveillance de la réalité virtuelle et le contrôle médical à distance, ce que les technologies antérieures ne permettaient pas. La 5G se positionne comme une technologie qui redéfinira et accélérera de nombreuses industries et qui, à terme, changera la façon dont les gens travaillent et vivent.
Perspectives du spectre de la 2G à la 5G. Source : IDTechEx - " Technologie 5G, marché et prévisions 2022-2032 ".

Quel est l'état du déploiement de la 5G dans le monde en 2021 ?

La 5G est reconnue comme une infrastructure importante pour les pays développés et en développement. D'ici la fin de l'année 2021, 79 nations auront commercialisé la 5G ou procéderont à des essais de la 5G. Si l'on creuse davantage la question de la fréquence la plus utilisée - d'après l'étude d'IDTechEx - il s'agit de la bande sub-6 GHz. Cette bande de fréquences est utilisée dans plus de la moitié des déploiements commerciaux et des essais de la 5G, un pourcentage minime utilisant les ondes millimétriques. Jusqu'à présent, seuls 9 pays ont commercialisé la 5G mmWave. Toutefois, cela n'est pas surprenant étant donné que, la principale restriction des transmissions mmWave est leur faible portée de propagation. Les entreprises de télécommunications n'utiliseraient pas la bande de fréquences mmWave pour une couverture nationale. Si l'on examine les stratégies de déploiement des opérateurs de télécommunications, on constate que les bandes de basse fréquence (par exemple, 700 MHz) sont utilisées pour la couverture nationale, tandis que les bandes inférieures à 6 GHz sont utilisées pour la couverture des villes et que les ondes millimétriques sont utilisées pour les points d'accès aux mégapoles.
 
Dans son dernier rapport de recherche sur le marché de la 5G, "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032", IDTechEx examine spécifiquement la stratégie de déploiement de 5 régions clés : les États-Unis, la Chine, l'Europe, le Japon et la Corée du Sud. Pour chaque région, IDTechEx se concentre sur deux aspects : la stratégie du gouvernement et la stratégie des opérateurs télécoms pour le déploiement de la 5G. Les deux paragraphes suivants présentent un examen de haut niveau de l'état du déploiement aux États-Unis et en Chine ; pour plus d'informations, veuillez consulter le site www.IDTechEx.com/5G.

US :

Côté gouvernemental : Par rapport à d'autres pays, la Commission fédérale des communications (FCC) a libéré le spectre des ondes millimétriques beaucoup plus tôt que prévu. Ce n'est qu'au début de cette année que la FCC a finalement libéré la bande de fréquences inférieure à 6 GHz. L'arrachage et le remplacement des équipements Huawei restent une priorité absolue, le gouvernement finançant les opérateurs de petite taille pour ce faire. Compte tenu de l'absence de fournisseurs d'équipements de télécommunications 5G dominants aux États-Unis, la FCC a également soutenu le développement de l'Open RAN.
 
Côté opérateurs télécoms : Chaque opérateur détient une partie différente du spectre 5G (par exemple, Verizon détient le plus grand nombre d'ondes millimétriques). Par conséquent, chaque stratégie de déploiement de la 5G diffère. Verizon, par exemple, a réalisé d'importants investissements dans le déploiement de mmWave, mais T-Mobile a donné la priorité à l'expansion des bandes basses et moyennes. T-Mobile dispose actuellement de la couverture la plus étendue en bande moyenne (utilisant 2,5 GHz) suite à l'acquisition de Sprint. × la suite de la vente aux enchères de la bande C (fréquences inférieures à 6 GHz) plus tôt dans l'année, AT&T et Verizon ont tous deux annoncé leur intention de déployer des services en bande moyenne cette année, dans le but de couvrir 100 millions de personnes d'ici 2022.

La Chine :

Côté gouvernement : Le gouvernement chinois exerce une forte pression en faveur du développement national de la 5G. Le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information de la République populaire de Chine (MIIT) a publié en avril 2021 un plan d'action de "navigation" des applications 5G (2021-2023), définissant une voie pour la promotion des applications 5G. Trois indicateurs clés de performance (ICP) ont été identifiés : Augmenter la pénétration des utilisateurs de la 5G à plus de 40%, augmenter le trafic d'accès au réseau 5G à plus de 50%, et pousser la pénétration de la 5G dans les grandes entreprises à plus de 35%. Le MIIT n'a pas encore libéré le spectre mmWave, mais il devrait le faire bientôt, car les Chinois se préparent à utiliser les Jeux olympiques d'hiver de 2022 comme banc d'essai pour le déploiement du mmWave.
 
Côté opérateurs télécoms : Une tendance observée en Chine est que les opérateurs travaillent ensemble pour construire une infrastructure de réseau partagée. En voici un exemple : D'ici mai 2021, China Telecom et China Unicom construiront ensemble 460 000 stations de base 5G.

Quelle est l'évolution/tendance technique importante de la 5G actuellement ?

Bien que la 5G soit commercialisée, il y a encore beaucoup de développements techniques en cours. Dans cet article, IDTechEx a abordé les 4 points clés :
 
La course aux radios Massive MIMO sub-6 GHz les plus légères :
Un élément crucial du déploiement d'un réseau 5G à grande échelle utilisant du matériel MIMO massif est que la radio doit être légère et avoir une empreinte compacte, car ces caractéristiques aideront les opérateurs à économiser beaucoup d'argent sur le déploiement global. C'est là que le silicium entre en jeu. Les performances du silicium auront une énorme influence sur les aspects essentiels d'une radio, tels que la connexion, la capacité, la consommation d'énergie, la taille et le poids du produit, et, en fin de compte, le coût. Dans le secteur des systèmes 5G, tous ces aspects sont critiques. Le rapport "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032" d'IDTechEx présente une analyse complète de l'industrie du Si et de son impact sur le développement de la 5G.
 
Déploiement des petites cellules
Les petites cellules sont proposées pour relever le défi de la courte portée de propagation du signal causée par la haute fréquence. La création d'un réseau ultra-dense en déployant davantage de petites cellules joue un rôle clé dans la 5G, car elle permet de compléter le réseau macro et donc de booster la capacité de données. En outre, le déploiement de petites cellules apporte la 5G à une variété d'entreprises, facilitant ainsi la transformation numérique (voir ce récent article d'IDTechEx pour plus d'informations sur la façon dont les petites cellules facilitent les industries connectées). Les petites cellules peuvent être classées en trois types : femtocellules, picocellules et microcellules, en fonction de leur puissance de sortie. En raison de leur taille réduite par rapport aux stations de base macro, les choix de matériaux et la tendance technologique globale seront différents de ceux de leurs homologues de l'infrastructure macro. Vous trouverez plus de détails sur les tendances technologiques et les cas d'utilisation des petites cellules dans le rapport IDTechEx intitulé "5G Small Cells 2021-2031 : Technologies, Markets, Forecasts".
 
Scénarios de déploiement de petites cellules 5G et cas d'utilisation. Source : IDTechEx - "5G Small Cells 2021-2031 : Technologies, Markets, Forecasts".
 
Développement de l'Open RAN
Le RAN ouvert est un réseau alternatif au RAN traditionnel qui permet aux composants interopérables (y compris le matériel et les logiciels) de différents fournisseurs de fonctionner ensemble de manière transparente. Il est proposé d'éliminer la nature propriétaire du système de réseau d'accès radio (RAN), de diversifier la chaîne d'approvisionnement des fournisseurs dans l'industrie des télécommunications, de favoriser l'innovation et de réduire les coûts initiaux et opérationnels du déploiement du RAN. Le développement de l'Open RAN n'en est qu'à ses débuts en 2021, et seuls quelques opérateurs télécoms déploient un réseau Open RAN 5G à petite échelle. De nombreux défis doivent encore être relevés avant que la majorité des opérateurs télécoms adoptent cette technologie. IDTechEx, dans son nouveau rapport "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032", explore ce sujet en profondeur, aidant le lecteur à comprendre les tendances futures du marché de l'infrastructure 5G.
 
Développement des ondes millimétriques
IDTechEx estime qu'il reste encore quelques années avant de voir le marché des ondes millimétriques décoller (voir ce récent article d'IDTechEx pour une discussion plus approfondie). Il reste encore d'autres obstacles à surmonter, tels que les problèmes de coût, d'alimentation, de conditionnement et de gestion thermique. Les dispositifs à ondes millimétriques, par exemple, nécessitent des matériaux à faible perte avec une faible constante diélectrique et une faible perte de tan, ainsi que des méthodes de conditionnement améliorées, afin d'éviter une perte de transmission excessive. En raison de la courte longueur d'onde des communications à ondes millimétriques, les dispositifs sont de plus en plus petits et intégrés, ce qui nécessite une gestion thermique et énergétique accrue. IDTechEx évalue les problèmes techniques et étudie les tendances et les innovations en matière de matériaux et de conception 5G dans son offre 5G ("5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032", "Low-loss Materials for 5G 2021-2031" et "Thermal Management for 5G").

Perspectives pour 2022 et au-delà ?

Le marché de la 5G est sur le point de décoller. D'ici la fin de 2032, les services mobiles grand public devraient générer 800 milliards de dollars de revenus, et les marchés de la macro-infrastructure 5G se développeront sept fois plus qu'en 2020, selon IDTechEx. Autres points clés :
  • Pendant de nombreuses années encore, les sous-6 GHz seront la principale fréquence de déploiement, tandis que les ondes millimétriques nécessiteront de nouvelles avancées technologiques ainsi qu'une "killer app" pour gagner le marché, ce qui prendra des années.
  • Les relations entre les États-Unis et la Chine, ainsi que le développement de l'Open RAN, auront un impact sur la dynamique des acteurs du système 5G.
  • Le Si est essentiel à l'avancement de la 5G car ses performances ont un impact substantiel sur la vitesse de connexion, la capacité, la consommation d'énergie, la taille et le poids du produit et, au final, le coût d'un système 5G.
  • Les petites cellules joueront un rôle majeur en permettant à la 5G de remplacer la connectivité par câble dans le cadre industriel.
  • La tendance de la recherche et du développement en matière d'ondes millimétriques se concentre sur les matériaux à faible perte, la gestion de la puissance et de la chaleur, et le conditionnement avancé.
 
Pour une meilleure compréhension de l'ensemble des marchés de la 5G, des acteurs, des technologies, des opportunités et des défis, veuillez consulter le rapport IDTechEx "5G Technology, Market and Forecasts 2022-2032". En outre, IDTechEx a également autorisé plusieurs rapports d'études de marché qui couvrent en profondeur les technologies critiques de la 5G, notamment "5G Small Cells 2021-2031 : Technologies, Markets, Forecasts", "Low-loss Materials for 5G 2021-2031", et "Thermal Management for 5G". Pour plus d'informations sur le portefeuille 5G, veuillez consulter le site Web d'IDTechEx.
IDTechEx guide vos décisions commerciales stratégiques grâce à ses produits de recherche, d'abonnement et de conseil, vous aidant à tirer profit des technologies émergentes. Pour plus d'informations, contactez research@IDTechEx.com ou visitez www.IDTechEx.com.