5G prêt ou 5G vraiment ? Les DSI de l'industrie font face à de dures vérités sur la 5G privée

Certaines entreprises construisent des réseaux 5G privés pour leurs environnements industriels, pour constater qu'elles doivent initialement se contenter du service 4G. Alors, à quoi sert la 5G privée et que peut-elle vraiment faire ?

ArcelorMittal France a conçu 5G Steel, un réseau cellulaire privé desservant son aciérie de Dunkerque, pour soutenir ses plans de numérisation avec une connectivité 5G à haut débit sur l'ensemble du site.

Mais lorsqu'il a activé le réseau en octobre 2022, les appareils qui s'y connectaient n'étaient que 4G.

L'opérateur de réseau public français Orange a construit le réseau privé, qui couvre une zone de 10 kilomètres carrés à l'usine ArcelorMittal de Dunkerque. Il est basé sur la 5G, mais les terminaux qui l'utilisent ne le sont pas, car la disponibilité de terminaux compatibles 5G adaptés à une utilisation dans un environnement industriel est trop limitée, explique David Glijer, directeur de la transformation numérique de l'entreprise.

De telles limitations matérielles entravent également les ambitions des entreprises ailleurs. Lorsque le fabricant d'équipements de réseau Nokia et le fournisseur de services d'infrastructure Kyndryl se sont associés pour déployer une connectivité sans fil privée aux clients industriels, la 5G était une grande partie de leur discours.

Chez le fabricant de produits chimiques Dow, cependant, où Kyndryl et Nokia ont aidé à construire un réseau haut débit couvrant l'une des plus grandes usines de l'entreprise, le sans fil n'est que 4G.

"Tout le monde est enthousiasmé par les réseaux 5G, mais vous devez avoir des appareils et des applications qui fonctionnent sur la 5G, donc nous n'allons pas encore sauter là-bas", a déclaré Melanie Kalmar, CIO de Dow, à CIO.com l'année dernière. "Mais nous serons prêts à y aller et à faire ce changement. L'infrastructure que nous avons mise en place pourra passer à la 5G."

Lorsque le mobile 5G privé a été présenté pour la première fois comme une alternative au Wi-Fi, il était considéré comme un moyen de fournir une connectivité sans fil fiable, à large bande passante et à faible latence pour le contrôle en temps réel des systèmes industriels. Cependant, certains de ses premiers utilisateurs dans les environnements industriels, comme ArcelorMittal France, ne sont pas encore en mesure d'obtenir tous les avantages attendus de leur investissement, tandis que d'autres, comme Dow, se sont concentrés sur les avantages actuels de la 4G tout en planifiant à l'avance. pour une mise à niveau facile.

Les DSI qui cherchent à pérenniser leurs investissements dans les réseaux sans fil privés doivent comprendre ce qu'est la 5G. Cela devrait être facile, malgré les tentatives d'opérateurs mobiles tels qu'AT&T de le simuler jusqu'à ce qu'ils le fassent, en qualifiant leurs tours 4G existantes d'"évolution 5G".

La 5G est une nouvelle norme de technologie radio nécessitant de nouveaux terminaux mobiles, de nouvelles stations de base auxquelles ils peuvent se connecter et (pour obtenir tous les avantages) un nouveau cœur de réseau capable de fournir une latence d'une milliseconde et un découpage du réseau pour fournir une bande passante et des performances garanties.

Avons-nous dit une norme technologique? Eh bien, pas tout à fait. La téléphonie mobile 5G est définie dans une série de normes basées sur des spécifications techniques émises par le projet de partenariat de 3e génération. Le 3GPP a été créé en 1998 pour rassembler les organismes nationaux de normalisation définissant la nouvelle technologie mobile 3G afin de convenir d'une norme mobile unique et mondiale. Chaque année ou tous les deux ans, il publie une nouvelle version des spécifications, ajoutant de nouvelles capacités et améliorant les performances, et ses partenaires de l'organisme de normalisation mettent en œuvre les spécifications dans leurs normes nationales. Le travail sur les versions se chevauche souvent, donc la discussion sur l'une sera bien avancée, et les discussions sur les fonctionnalités à mettre dans la suivante auront commencé, avant même que les détails de la précédente ne soient gelés.

Parfois, les changements d'une version à l'autre sont incrémentiels, et parfois ils marquent un passage à une nouvelle génération de technologie. Ce fut le cas avec la version 10, la première véritable 4G largement considérée, ou la version 15, qui a inauguré ce que nous appelons maintenant la 5G.

Lorsque la spécification de la version 15 a été approuvée pour la première fois en mars 2017, elle ne définissait que les réseaux 5G dits non autonomes (NSA), permettant l'utilisation de stations de base et de terminaux 5G New Radio sur un cœur de réseau 4G. La spécification finale de la 5G autonome (SA), définissant la construction de réseaux avec un nouveau cœur à faible latence, n'a été gelée qu'en juin 2019 - et même alors, les fabricants d'équipements et les opérateurs de réseaux ont dû attendre que les organismes nationaux de normalisation et les régulateurs des télécommunications avaient transposé le cahier des charges dans les lois locales avant de pouvoir se mettre au travail.

Cela a toujours laissé les entreprises désireuses d'utiliser la 5G dans les systèmes de contrôle industriels dépendant des opérateurs de réseaux publics, où la latence du réseau pourrait être augmentée par de longues routes de retour ou par des retards de congestion alors qu'elles se disputaient la capacité du réseau avec d'autres clients.

La prise en charge des réseaux non publics (NPN), le terme 3GPP pour la 5G privée, est apparue pour la première fois dans la version 16, qui a été gelée en juin 2020. Elle a également défini certaines des autres fonctionnalités essentielles pour les applications industrielles, telles que l'ultra-fiabilité et la faible communications de latence (URLLC).

Les fonctionnalités de la version 17 - y compris les améliorations apportées à sa prise en charge des réseaux non publics et du découpage de réseau - n'ont été gelées qu'en juin 2022, bien que la discussion (et donc l'attente) à leur sujet ait commencé dès 2019.

Les entreprises ont été laissées en suspens pendant des années, attendant que les fonctionnalités essentielles aux cas d'utilisation industriels, notamment la faible latence et le découpage du réseau, soient finalisées.

Aujourd'hui encore, une question clé à se poser lorsqu'on propose un réseau 5G privé est donc de savoir à quelle version des spécifications il est conforme. Les systèmes conçus et construits selon des spécifications plus anciennes n'auront pas toutes les capacités des plus récents.

Méfiez-vous également des systèmes "5G-ready" qui ont un cœur 5G surmonté d'une radio 4G, ou des radios 5G prêtes à être mises à jour avec un véritable cœur 5G. Leurs capacités seront différentes et le coût de la mise à niveau de la 5G prête à la vraie 5G variera en fonction de la configuration du site.

Une autre question clé est de savoir qui planifiera et construira le réseau, car la 5G privée ne se limite pas à installer un point d'accès tous les 50 mètres et à exécuter une dérivation Ethernet.

"Vous aurez besoin d'un bon partenaire, et ce partenaire devra bien connaître la 5G", déclare Alex Sinclair, un vétéran de l'industrie des télécommunications et maintenant CTO de la GSM Association, un organisme de l'industrie. Les options incluent les opérateurs de réseaux sans fil, qui ont évidemment l'expérience et proposent souvent des réseaux privés en complément ; les fournisseurs d'équipements sans fil tels que Nokia, Ericsson ou Huawei ; et des intégrateurs de systèmes comme Tech Mahindra ou Infosys, qui ont des pratiques privées spécialisées en 5G.

Trouver un partenaire qui connaît votre entreprise est important car la 5G n'est plus une chose homogène. "Si vous allez l'intégrer dans une chaîne de production d'usine ou un aéroport, cette intégration a tendance à être sur mesure", dit-il. "Il faut choisir les bons partenaires avec qui traiter.

Même si vous construisez un véritable réseau privé 5G, pourrez-vous l'utiliser ? Tout dépend de ce que vous voulez y connecter. Les smartphones 5G sont courants maintenant, mais les tablettes renforcées, le genre de chose que vous voudriez dans un environnement industriel, sont encore rares et espacées et coûtent cher. Dell, par exemple, facture 150 $ pour ajouter un modem 4G à sa tablette Latitude 7220 Rugged Extreme, ou 348 $ pour un modem 5G - et ce n'est même pas prêt à tirer parti des fonctionnalités de base du réseau amélioré des réseaux 5G autonomes.

Pour les puces qui alimentent les modems sans fil, il existe également une énorme différence de prix - jusqu'à un facteur de 15 - entre celles des systèmes 4G et 5G. C'est suffisant pour décourager les fabricants d'appareils d'offrir des options 5G pour l'instant, en particulier pour les applications industrielles de niche. Et quand ils le feront, ils ajouteront une forte majoration, ce qui réduira encore la demande.

La pénurie de terminaux est une vieille histoire dans l'industrie mobile. Cela remonte à l'introduction de la première norme mobile numérique connue sous le nom de PCS aux États-Unis et de GSM partout ailleurs. Les farceurs de l'industrie ont affirmé que GSM signifiait «God Send Mobiles», explique Sinclair.

"Cela fait partie d'un cycle que nous comprenons maintenant assez bien", déclare Sinclair. "Nous sommes à peu près à mi-chemin du cycle d'adoption avec la 5G maintenant, mais la 4G va exister pendant longtemps. Cela signifie également que pour les réseaux privés, il y a beaucoup d'exigences que vous pouvez couvrir assez adéquatement avec la radio 4G pour le moment. ."

Inévitablement, la 4G sera moins chère aujourd'hui, mais le coût des appareils 5G chutera de façon exponentielle, comme pour toutes les générations précédentes de technologie mobile, déclare Sinclair. Les DSI doivent donc déterminer quand faire le saut.

"C'est très bien de dire que je vais avoir un meilleur prix et que c'est mieux compris et qu'il y a plus de support pour la 4G", dit-il. "Mais si vous allez le mettre dans une application qui va être là pendant 10 ans, vous devriez vraiment penser à la 5G juste pour être sûr pour l'avenir."