De nouvelles opportunités commerciales avec les réseaux LTE et 5G

tribune de Karsten Kahle, Chef de Produits Avant-Vente chez Corning Optical Communications, fournisseur de solutions de connectivité en fibre optique et sur cuivre pour les opérateurs télécoms. Dans cette tribune, Karsten Kahle revient sur les avantages et les opportunités commerciales offerts par les réseaux LTE et 5G, leur fonctionnement ainsi que leur bon usage, à l’heure où l’arrivée de la 5G en France suscite beaucoup de discussions.
Utilisations locales des réseaux LTE et 5G privés
La 5G est un nouveau standard de communication mobile, basé sur le standard LTE de 4ème génération. La 5ème génération de communication mobile offre tous les avantages du LTE ainsi que de nombreuses fonctionnalités supplémentaires. Le standard 5G peut être utilisé pour l’IoT, avec un débit binaire très bas et une grande portée. Les utilisations en environnement industriel, avec une très grande disponibilité et une faible latence, sont également possibles, tout comme les utilisations avec des débits binaires très élevés, comme l’association de la réalité augmentée et de la vidéo ultra HD.
Exemples d’applications de la 5G

La 5G pour les utilisations locales

La 5G est attendue pour différents usages, tels que la gestion du stationnement, en termes de mobilité intelligente ou d’automatisation logistique, ou encore la santé connectée (hôpital intelligent, localisation des patients, commande à distance du matériel chirurgical…). Parmi toutes ces utilisations potentielles, la majorité d’entre elles concernent des applications locales : propriétés privées, bâtiments, etc. Dans ces cas-là, il n’est pas nécessaire d’avoir une connexion fournie par un opérateur mobile national ou international.

L’Arcep fait de la place dans les bandes de fréquence pour préparer l’arrivée de la 5G en France

Afin de préparer l’arrivée de la 5G en France, l’Arcep a prévu plusieurs mesures notamment pour libérer les bandes hautes afin d’accroître la capacité et les débits des réseaux mobiles. L’Arcep travaille à la libération de ces bandes, notamment par la migration de certains usages sur d’autres bandes.

Enfin, pour accompagner ce mouvement, l’Arcep a ouvert en janvier 2018 un guichet « pilotes 5G » qui met des fréquences à disposition pour permettre aux acteurs industriels de tester le déploiement grandeur nature de pilotes 5G (ports, hôpitaux, routes connectées…), ainsi que les modèles économiques de demain. L’Autorité pourra ainsi mieux préparer la future procédure d’attribution des autorisations 5G.  Dans la bande de fréquences 3400 – 3800 MHz, des fréquences sont déjà disponibles dans différentes agglomérations de France (Lyon, Bordeaux, Montpellier, Grenoble…).

Augmentation de la fourniture de données dans les bâtiments

Dans la majorité des cas, le terme « communication mobile » désigne le réseau extérieur, qui est installé par les opérateurs mobiles via de grands pylônes de transmission. Or les études montrent que plus de 80 % du trafic téléphone est généré à l’intérieur des bâtiments, et 75 % des utilisateurs de téléphone se plaignent de la basse qualité du service.

À 3 700 MHz, la fréquence de transmission pour les réseaux mobiles privés est un tiers plus élevée que les fréquences de transmission des réseaux LTE utilisés auparavant dans les villes. Cependant, plus la transmission est élevée, moins elle peut traverser les obstacles. La conception moderne des bâtiments, avec une isolation thermique élevée et du vitrage dont le traitement provoque aussi une atténuation considérable du signal mobile en intérieur. Tout le monde s’accorde à dire que les données générées par les appareils mobiles et leur bande passante vont continuer à augmenter. Cela compromet l’idée d’équiper les bâtiments depuis l’extérieur.

Solutions d’équipement intérieur pour les réseaux mobiles

On en déduit qu’une installation intérieure avec réseau mobile deviendra indispensable. Grâce au SpiderCloud-E-RAN (Enterprise Radio Access Network), Corning Services possède un système qui fournit un réseau mobile LTE et 5G à l’intérieur des bâtiments, sur une infrastructure LAN déjà existante. Trois composants sont disponibles : le nœud réseau ou Radio Node, le nœud de service ou Services Node, ainsi que le composant LTE EPC (Evolved Packet Core).

Radio Node

C’est une station radio de base de la taille d’un point d’accès WLAN standard. Ce nœud réseau fonctionne dans la zone de fréquences sur laquelle il est installé et peut servir pour les réseaux mobiles privés. Il peut relier 128 abonnés simultanément, bien que le nombre d’abonnés enregistrés puisse être bien plus élevé. Un nœud radio se compose d’un PoE+ et d’un câblage structuré. La connexion entre un Radio Node et un Services Node peut se faire via une infrastructure LAN/WAN ou une connexion Internet.

Services Node

Le Services Node est une instance qui gère et coordonne les Radio Nodes connectés. Par exemple, le relais (c’est-à-dire le transfert de la connexion d’une cellule radio à une autre) se fait entre les Radio Nodes d’objets mobiles. Le Service Node prend en charge la connectivité de plus haut niveau (EPC), la connexion à Internet et la coordination du chiffrement de la transmission sur toutes les sections.

EPC

Un EPC Entreprise dépend d’un réseau mobile qui peut être privé. Plusieurs Services Nodes et Radio Nodes peuvent être connectés à ce réseau. Le service EPC est utilisé pour l’authentification des cartes SIM et l’autorisation des abonnés et des services, mais aussi pour surveiller et assurer l’intégrité des données. La qualité de service est établie ici et leur conformité est surveillée.

Service mobile simplement fourni grâce à l’infrastructure LAN existante

Performance de réception optimale en intérieur

Le système SpiderCloud E-RAN est ce que l’on appelle un Self-Organising Network (SON), dans lequel les nœuds radio individuels se reconnaissent et se mesurent de façon autonome, afin d’optimiser les paramètres radio en permanence. Cela garantit la meilleure réception possible à l’intérieur du bâtiment.

Comme ce système est un système de communication mobile distribuée, les bâtiments individuels peuvent être connectés à un réseau mobile grâce à un câblage intérieur, les groupes de bâtiments grâce à des connexions WAN, et les bâtiments individuels éloignés grâce à une connexion Internet ou WAN.

Ce système peut être installé par les propriétaires ou les locataires eux-mêmes. Il est également possible de faire appel à des entreprises spécialisées pour installer ces services.

Un nouveau modèle pour les opérateurs locaux et les gestionnaires d’infrastructure

Les opérateurs locaux et les gestionnaires d’infrastructure hébergent les deux composants principaux, le Services Node et l’EPC, dans un même lieu, et ils ont seulement à paramétrer les Radio Nodes dans les locaux du client, qui sont connectés au Services Node grâce à une connexion WAN. Ceci ouvre des opportunités pour changer de modèle d’affaires. Les opérateurs de réseaux privés peuvent étendre leur offre et augmenter leur chaîne de valeur, en fournissant des infrastructures pour les communications mobiles privées. Le réseau mobile privé est une extension logique de l’infrastructure optique et permet de relier non seulement le bâtiment, mais aussi l’appareil mobile. La gestion de l’infrastructure est essentielle pour l’opérateur local.

La sécurité et l’intégrité des données est essentielle, c’est pourquoi les mesures de sécurité pour les réseaux mobiles sont définies dans le standard LTE/5G. La possibilité d’une attribution très granulaire de catégories de qualité de service offre une expérience utilisateur élevée pour tous les services.

De plus, les utilisations privées du client peuvent être hébergées dans les centres de données de l’opérateur et rendues disponibles à l’utilisateur directement par la fibre optique et le réseau mobile privé. Cela crée une solution tout-en-un pour le client, fournie par l’opérateur local.

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