Cinq défis majeurs du déploiement de la 5G

La 5G a été présentée comme un facteur de changement, avec une vitesse fulgurante et une latence réduite. La seule question qui se pose est de savoir comment y parvenir. Les réponses ne sont pas si simples. Par exemple, l'infrastructure de la 5G est un problème, bien sûr, il y en a d'autres. Voici les principaux problèmes et défis liés à la 5G auxquels sont confrontés les opérateurs :

 

1. Développement d'un réseau 5G 

Certaines infrastructures nécessaires à la 5G sont déjà en place, telles que les macrocellules, ces tours surdimensionnées et les mâts déjà utilisés comme infrastructure de télécommunications. Mais pour que la 5G soit vraiment de la 5G, nous devons ajouter une technologie à petites cellules dans les zones densément peuplées, ce qui augmentera la capacité réseau.  

Les exigences d'infrastructure réseau 5G impliquent des fréquences mmWave, qui ne peuvent couvrir qu'une courte distance. Par conséquent, nous avons besoin d'un réseau ultra-dense. Les petites cellules peuvent être posées sur les lampadaires et le côté des bâtiments, mais pour compenser les limites de portée, plusieurs antennes sont nécessaires pour desservir une zone spécifique. L'expansion du réseau 5G dépend largement de la capacité à installer ces stations de base à petites cellules. Les délais de déploiement de la 5G varieront en fonction de l'opérateur, mais chacun a un plan à l'heure qu'il est.  

Pour garantir que les réseaux puissent fournir les connexions et un débit de données élevé, une faible latence et les autres fonctionnalités promises par la 5G, des tests avec des KPI techniques de la 5G doivent être menés. Il n'y a pas de solution universelle. Les dispositifs 5G mmWave sont utilisés dans l'infrastructure de communication mobile, comme divers équipements de RFmise en réseau et architectures de modules frontaux. Comment ces derniers doivent-ils être testés et à quel coût ? C'est pourquoi un plan approfondi d'acquisition d'équipements d'essai de la 5G est absolument nécessaire.  

 

2. Les coûts 

Avec l'ajout de composants d'infrastructure réseau 5G, davantage de matériel et de logiciels de support sont nécessaires. L'installation d'une microcellule coûte environ 200 000 $up, tandis que pour les petites cellules, il faut compter environ 10 000 $ l'unité. Pour que la 5G tienne ses promesses, le plan consiste à installer 60 petites cellules par mile carré. En plus de cela, il y a les coûts d'achat du spectre, de configuration, de test et de gestion des réseaux – et bien sûr, ces réseaux devront être entretenus et continuellement mis à jour.  

Bien sûr, la 5G n'est pas à elle seule une toute nouvelle technologie. En d'autres termes, de nombreux composants de la technologie 5G s'appuient sur des réseaux 4G, ce qui permet aux opérateurs d'aborder leur infrastructure davantage comme une évolution. Cela facilite les investissements. Par une réaffectation réseau de leur spectre 3G, par exemple, ils peuvent mettre à niveau plus facilement la capacité de leur réseau 4G, et ainsi évoluer vers les fonctions LTE. Cela peut retarder la nécessité de réaliser immédiatement des investissements dans la 5G.  

Une autre approche est le partage de réseau. Selon le cabinet de conseil McKinsey, les problèmes de coût de la 5G peuvent être atténués en partageant des équipements réseau actifs et passifs. Cela peut réduire le coût de possession de réseau des fournisseurs de services de jusqu'à 30 % tout en améliorant la qualité du réseau. C'est devenu une configuration assez courante dans le monde entier. Si trois opérateurs différents partagent le même réseau, ils peuvent réduire les coûts de déploiement de petites cellules de jusqu'à 50 %.  

3. Problèmes de la 5G avec backhaul  

Les petites cellules incroyablement denses des réseaux 5G doivent prendre en charge des centaines de gigaoctets de trafic depuis le réseau principal via le backhaul et la technologie de systèmes cellulaires actuelle. La technologie qui a aidé à relever les défis de backhaul LTE commence à être dépassée. La fibre a remplacé le cuivre dans de nombreuses installations 4G, et elle est idéale pour le backhaul 5G, en particulier compte tenu de ses taux de connexion de 10 Gbit/s et d'un délai de propagation aller-retour maximal de bout en bout (latence) de jusqu'à 1 ms. Bien sûr, la fibre présente d'autres avantages pour la 5G et nous vous invitons à en découvrir davantage sur la fibre optique et les exigences d'une infrastructure 5G.  

Le problème, c'est que davantage de fibres doivent être installées, et c'est là que le déploiement devient un défi, sans parler du coût supplémentaire. (Selon une étude de Deloitte, un investissement massif dans la fibre est nécessaire pour que les États-Unis atteignent leur potentiel de 5G – jusqu'à 150 milliards de dollars.) 

Outre le coût, la pose de fibres peut prendre plusieurs mois et même alors, le déploiement de fibres n'est pas toujours possible, selon l'emplacement de chaque petite cellule. La 5G devra donc inclure l'expansion du réseau sans fil. Si seulement c'était aussi simple. La pluie et d'autres éléments peuvent interférer avec les performances de la transmission du signal sans fil, comme les micro-ondes et mmWave. Les opérateurs devront soit trouver une nouvelle idée, soit s'appuyer à la fois sur des solutions backhaul câblées et sans fil.  

4. Spectre des ondes 

Les défis de la 5G comprennent la capacité à fournir la bande passante nécessaire aux utilisateurs avec des appareils capables de produire des débits de données plus élevés. L'utilisation d'une fréquence supérieure à six gigahertz permet aux réseaux d'y parvenir. Cependant, les fréquences élevées posent des problèmes avec la 5G. Pour commencer, sa portée est courte, ce qui, encore une fois, explique pourquoi plusieurs petites cellules sont nécessaires pour couvrir une zone. Les arbres, les bâtiments et autres objets peuvent entraver les signaux, nécessitant des tours cellulaires pour éviter la perte du chemin des signaux.  

La bonne nouvelle, c'est que la technologie MIMO (Multiple-input, Multiple-output, entrées multiples, sorties multiples) a montré qu'elle élargissait la capacité de la connectivité 5G et répondait à ces défis de chemin de signal. La simplicité de conception du déploiement de la technologie MIMO s'ajoute à ses caractéristiques attractives. Employée à très grande échelle, la technologie MIMO peut desservir une multitude d'appareils mobiles dans une zone très dense à une fréquence unique. En mettant en œuvre davantage d'antennes, un réseau MIMO massif résiste aux interférences et au brouillage de signal. 

Cependant, la ligne de visée restera un problème de la 5G lorsque des fréquences élevées sont impliquées, nous devrons donc très probablement nous habituer à trouver davantage de stations de base sur les toits.  

5. Les préoccupations concernant la 5G en matière de sécurité 

La sécurité d'un réseau 5G est confrontée à de nombreux défis. Pour commencer, une grande partie de l'infrastructure de télécommunications sans fil 5G s'appuie sur des technologies anciennes, telles que les réseaux 4G LTE. Toute vulnérabilité déjà présente dans ces réseaux menacera la sécurité des réseaux 5G.  Avec tant de données supplémentaires relayées par unité de temps, les voleurs n'hésiteront pas à tenter de les exfiltrer. 

Davantage de composants sont également impliqués dans la mise en œuvre de la technologie 5G, ce qui augmente le nombre de points d'accès et de périphéries réseau. L'infrastructure technologique de la 5G repose généralement sur les tours cellulaires, le beamforming, les petites cellules et les appareils cellulaires. Cela augmente la surface d'attaque numérique. En outre, bon nombre de ces composants ne disposent pas de mesures de sécurité physique. Pensez à une petite cellule montée sur le côté d'un bâtiment ou sur un arbre. Elle est vulnérable aux attaques physiques.  

La 5G ne change pas les fondamentaux de la sécurité. Comme avec la 4G, les utilisateurs finaux devront toujours résoudre les problèmes de sécurité de la 5G pour protéger leurs ressources. La différence, maintenant, c'est que les défaillances en matière de sécurité pour les réseaux sans fil mobiles 5G peuvent avoir des résultats catastrophiques : pensez à la conduite autonome et à la téléchirurgie.  

Cela dit, il existe de nouvelles vulnérabilités dans les réseaux 5G. Les attaques sur le protocole de sécurité 5G peuvent provoquer le crash de segments de réseau et le lancement d'attaques de déni de service. Ce défaut de sécurité réseau affecte le découpage de réseau 5G, ce qui permet aux opérateurs de diviser leur infrastructure réseau de télécommunications 5G en plus petites portions. Ces portions sont alors consacrées à des cas d'utilisation spécifiques. Quelques exemples : l'automobile, la santé et les infrastructures cruciales. Des améliorations sont en train d'être apportées à la norme de sécurité 5G, mais au moment d'écrire ces lignes, le résultat final n'est pas encore connu.  

 

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