AUTEURS

Giambattista Capirchio

Giambattista Capirchio
5G Network Architect @ Bip xTech

Giulio Gnoato
Principal @ Bip xTech, Telecommunications Networks expert

L’introduction de la 5G a jusqu’à présent principalement concerné les services grand public, mais certains facteurs technologiques et la possibilité d’accès au spectre radioélectrique pour les entreprises privées de certains pays contribuent à créer les conditions d’une forte croissance des services 5G au sein des Entreprises. Les réseaux privés mobiles, ou MPN, et les multiples cas d’utilisation IoT qu’ils peuvent prendre en charge pour améliorer l’efficacité des processus de production sont certainement les meilleurs exemples des avantages que la 5G peut apporter au monde de l’entreprise.

La 5G pour l’entreprise

Le service commercial 5G est désormais largement disponible : selon les dernières données de la GSMA publiées en janvier 2022, il est présent dans 70 pays et d’autres activations de réseaux commerciaux sont déjà prévues. La situation est très hétérogène tant au niveau des zones géographiques – l’Amérique du Nord, l’Europe, la Chine, la Corée du Sud et le Japon plus en avance dans les déploiements par rapport à d’autres zones comme l’Amérique latine et l’Afrique – qu’au sein des différents pays où la couverture offerte avec les bandes dédiées est encore majoritairement limitée aux zones urbaines. Cependant, les estimations de croissance sont très fortes et l’on s’attend à ce que le nombre de connexions 5G triple d’ici 2025 par rapport à 2021, pour atteindre un pourcentage mondial de 25 %. De plus, selon la GSMA, d’ici 2030, la 5G apportera 960 milliards de dollars à l’économie mondiale, les secteurs des services, de la fabrication et des services publics étant ceux qui en profiteront le plus grâce aux cas d’utilisation spécifiques qui peuvent être mis en œuvre.

Juniper estime que les dépenses mondiales dans les réseaux mobiles privés s’élèveront à 12 milliards de dollars en 2023, la plupart de ces dépenses étant destinées aux réseaux dotés de la technologie 5G. Une valeur qui n’est pas particulièrement significative si on la compare aux prévisions de dépenses globales pour le déploiement de réseaux publics, mais qui représente certainement le signe d’un marché 5G en croissance pour les entreprises.

Facteurs favorables

Les raisons du développement de ce marché sont à chercher dans les différentes composantes qui rendent la 5G particulièrement adaptée aux solutions conçues spécifiquement pour le monde de l’entreprise. L’un des facteurs déterminants et les plus distinctifs par rapport aux générations précédentes est certainement la capacité de ségrégation du trafic garantie par l’introduction du network slicing, ou la possibilité d’allouer dynamiquement des portions (ou tranches) du réseau capable de satisfaire des exigences multiples et spécifiques de sécurité et de performance tout en utilisant des ressources partagées. Cela permet de satisfaire un grand nombre de cas d’utilisation avec des exigences très différentes grâce à l’utilisation d’une infrastructure commune et, en fin de compte, de fournir des services différenciés pour les secteurs verticaux en satisfaisant les besoins spécifiques de chaque type de service. Ces exigences incluent très souvent une faible latence et une grande fiabilité, rendues possibles par les différents scénarios introduits dans la 5G, nous rappelons en particulier la disponibilité du profil URLLC (Ultra-Reliable and Low-Latency Communications), et par les architectures distribuées avec le calcul des fonctionnalités locales de rupture et de bordure, c’est-à-dire respectivement la terminaison et la capacité de traitement local du trafic de données qui contribuent de manière significative à la réduction de la latence. L’Edge Computing est déjà partiellement disponible dans les architectures 4G en tant que fonctionnalité supplémentaire, mais dans le contexte de la 5G (où il a été baptisé Multi-access Edge Computing (MEC)), il est pris en charge de manière native, ce qui permet une plus grande intégration entre les fonctions applicatives exécutées localement et le réseau mobile.

Un autre aspect crucial pour l’adoption par les entreprises est la réduction des coûts résultant d’une combinaison de facteurs :

  • L’émergence sur le marché de nouveaux acteurs dans le cadre des solutions Open RAN, qui ont l’avantage d’accroître la compétitivité du marché grâce à la possibilité de créer des réseaux d’accès multi-fournisseurs ;
  • La virtualisation des fonctions de réseau qui permet de réduire les coûts de mise en œuvre en exploitant les caractéristiques intrinsèques de flexibilité et d’évolutivité du cloud.

On assiste de plus en plus à l’émergence de solutions hybrides de réseaux mobiles privés de niveau entreprise qui peuvent être en partie distribuées sur le nuage, généralement en ce qui concerne les fonctions de contrôle qui sont moins affectées par la latence plus importante, et en partie situées sur place, donc capables de combiner les avantages de réduction des coûts du nuage avec la garantie de latences très faibles grâce à la gestion locale des flux de trafic de données.

Cas d’utilisation verticaux de l’IdO

Parmi les cas d’utilisation qui peuvent le plus bénéficier de l’utilisation d’un réseau mobile privé avec les caractéristiques de la 5G, nous trouvons toutes les applications critiques, c’est-à-dire celles qui sont essentielles pour la gestion des processus de production et qui nécessitent donc un haut degré de fiabilité et une faible latence. Dans le secteur manufacturier, nous mettons en évidence toutes les applications d’automatisation utilisant des robots ou des cobots (robots collaboratifs) qui nécessitent un contrôle centralisé pour une coordination efficace dans laquelle la fiabilité des communications et les temps de réponse aux commandes transmises sont des facteurs fondamentaux pour la sécurité et la qualité des processus de production.

Dans le secteur des services publics, mais plus généralement dans tous les secteurs qui prévoient des activités de service sur le terrain, on trouve également toutes les applications de réalité augmentée (AR) et virtuelle (VR) qui permettent d’augmenter l’efficacité des activités de maintenance et d’intervention sur site grâce à des outils de collaboration en réalité augmentée avec du personnel expert qui peut soutenir et guider à distance dans la gestion de problèmes complexes. Ce type d’applications nécessite une bande passante de transmission élevée et de faibles latences pour garantir une expérience utilisateur satisfaisante.

Dans le secteur des services publics de l’énergie, nous trouvons les Smart Grids, l’ensemble des applications visant à rendre les réseaux de distribution et de transmission d’électricité plus “intelligents” grâce à l’automatisation et au contrôle à distance de l’infrastructure nécessitant des latences très faibles (de l’ordre de la milliseconde) et l’utilisation massive de capteurs pour le contrôle environnemental et fonctionnel de l’infrastructure. Viennent ensuite les applications de Smart Energy visant à gérer les flux d’électricité qui, avec la croissance des énergies renouvelables et l’émergence de nouveaux modèles de consommation et de production distribuée d’électricité, deviennent plus flexibles et bidirectionnels, nécessitant une forte automatisation de la gestion des réseaux en temps réel. Les exigences pour ces applications sont très strictes et diverses : faible latence, haute fiabilité et sécurité pour le contrôle à distance et l’automatisation du réseau, et un nombre élevé de connexions pour le déploiement massif de capteurs IoT. En raison de cette hétérogénéité des exigences, elles bénéficieraient grandement de la possibilité de séparer les portions du réseau dédiées aux différentes applications données par le découpage du réseau.

Il existe ensuite toute une série d’autres cas d’utilisation qui peuvent être mis en œuvre, allant de l’utilisation de drones pour l’inspection des infrastructures et les applications de sécurité avec conduite automatisée ou télécommandée en mode de conduite au-delà de la ligne de vue (BVLOS), aux applications de maintenance prédictive ou aux réseaux de capteurs pour la surveillance des actifs de production dans le but de détecter à l’avance les anomalies de fonctionnement grâce à l’utilisation d’algorithmes d’apprentissage automatique et d’intelligence artificielle et de réduire ainsi le risque de pannes et de dysfonctionnements ayant des impacts sur les processus de production.

Modèles de fonctionnement MPN

Il existe différents modèles de mise en œuvre du MPN (voir Figure 1) qui se distinguent en fonction des exigences économiques et opérationnelles et du niveau de contrôle de l’infrastructure et de dépendance vis-à-vis des opérateurs télécoms.

Figure 1 Modèles de fonctionnement MPN

Le modèle public multitenant utilise une infrastructure entièrement publique, avec un spectre sous licence, dans laquelle une partie virtuelle des ressources est dédiée à l’entreprise. Les exemples typiques de ce modèle sont l’APN classique avec une passerelle dédiée qui, dans les modèles plus avancés, peut être distribuée et située dans les centres de données de l’entreprise ou dans le cas de la 5G, elle peut être constituée d’une tranche dédiée. C’est le modèle qui présente la plus faible complexité de mise en œuvre et le plus faible niveau de protection de la confidentialité des données de l’entreprise et implique une dépendance totale vis-à-vis des opérateurs publics.

Le modèle hybride combine une partie de l’infrastructure publique avec une partie privée appartenant à l’entreprise qui utilise le spectre public sous licence. Un exemple typique de ce modèle sont les architectures dans lesquelles un réseau central privé s’appuie sur un accès radio public, mais il peut y avoir plusieurs autres nuances avec différents niveaux de mise en œuvre directe par l’entreprise plutôt que l’utilisation d’infrastructures publiques pour la réalisation de la solution. Ce modèle est valable pour les entreprises qui recherchent un plus grand niveau d’autonomie et de contrôle sur la gestion du réseau, l’implémentation des services et une plus grande confidentialité dans le transport et la gestion des données de l’entreprise.

Le modèle privé, quant à lui, utilise une infrastructure entièrement privée avec un spectre qui peut faire l’objet d’une licence publique ou être partagé pour un usage privé selon les réglementations existantes dans les différents pays, même si dans les pays où le spectre est attribué exclusivement aux opérateurs publics, le modèle ne semble pas pour l’instant rencontrer un grand succès. C’est sans aucun doute le choix qui garantit une indépendance totale vis-à-vis des opérateurs télécoms dans la gestion et le contrôle de l’ensemble du réseau, permet un haut niveau de personnalisation de la solution et des services associés mais implique une plus grande complexité de mise en œuvre, des investissements plus importants et nécessite des compétences internes spécifiques si l’entreprise ne veut pas confier la gestion du réseau à un prestataire externe.

Utilisation du spectre et du marché

Comme mentionné ci-dessus, la disponibilité du spectre pour l’usage des entreprises est un facteur qui pousse le marché des réseaux mobiles privés dans plusieurs pays, car il permet la mise en œuvre de solutions totalement privées et indépendantes des opérateurs publics. Aux États-Unis, depuis 2017, la Commission fédérale des communications (FCC) a alloué une partie de 150 MHz de bande (3550-3700 MHz) pour une utilisation commerciale par des particuliers, appelée Citizens Broadband Radio Services (CBRS). Pour réglementer l’accès au spectre et la coexistence avec les systèmes radar et satellite appartenant à la Défense, un cadre a été créé qui regroupe les utilisateurs en trois catégories différentes avec des niveaux de priorité d’accès décroissants : Titulaires, licence d’accès prioritaire (PAL), accès général autorisé (GAA) (cf. Figure 2).

Figure 2 Cadre d’accès au spectre CBRS (Source AWS)

Le cas de certaines sociétés d’énergie comme San Diego Gas and Electric (SDG & E), Southern California Edison (SCE), Alabama Power, pour ne citer que celles qui ont le plus investi pour acquérir des licences PAL (via l’appel d’offres organisé en 2021) dans les différents comtés où se déploie leur réseau de transmission et/ou de distribution, est particulièrement intéressant. Ces sociétés auront probablement la possibilité de créer des réseaux géographiques totalement privés, donc capables de soutenir le développement des multiples cas d’utilisation que nous avons vus précédemment.

D’autres pays comme le Royaume-Uni et l’Allemagne, bien qu’ayant des réglementations différentes de celles des États-Unis, autorisent toujours l’accès au spectre radioélectrique pour une utilisation privée localisée et à des coûts très limités, rendant ainsi disponible la bande 3 800-4 200 MHz au Royaume-Uni et la bande 3 700-3 800 MHz en Allemagne. Au Brésil, Anatel[1] a récemment conclu une consultation publique sur les exigences techniques et opérationnelles pour la coexistence des stations de base de transmission à faible puissance avec les systèmes satellitaires fonctionnant dans la bande 3 700-3 800 MHz. En France, il a été annoncé ces dernières semaines la possibilité pour divers secteurs industriels d’accéder directement au spectre dans la bande 3 800-4 000 MHz pour réaliser des expériences sur des cas d’utilisation possibles, élargissant ce qui était déjà la disponibilité des ressources destinées aux verticaux dans d’autres bandes de fréquences.

Cette large disponibilité de spectre à faible coût a très certainement une influence décisive sur la définition de solutions pour des réseaux mobiles totalement privés, avec de plus en plus de disponibilité de produits conçus pour une utilisation en entreprise. Dans cette optique, AWS a lancé en novembre dernier “AWS Private 5G” aux États-Unis, un réseau privé 5G principalement mis en œuvre sur une plateforme cloud et fourni sous forme de service payant en fonction de la capacité et du débit requis. D’autres fabricants de technologies, très actifs dans le secteur des solutions verticales mais qui ne sont pas traditionnellement présents sur le marché des réseaux d’accès radio, tels que Cisco et HPE, lancent des services similaires, ajoutant également la possibilité de gérer simultanément des réseaux 5G et des réseaux Wi-Fi. En général, ces solutions tirent parti des possibilités offertes par l’Open RAN pour virtualiser et combiner des composants d’accès radio fournis par différents fournisseurs de technologies. Des solutions Network-in-a-box ont également été lancées, avec les fonctionnalités d’un mini Core et d’un Edge enfermés dans un seul serveur, dont la simplicité d’installation et de gestion sont améliorées dans le but de rendre l’expérience utilisateur similaire à celle d’un réseau Wi-Fi d’entreprise classique.

En Italie, en 2021, une consultation publique a été menée par l’AGCOM pour évaluer de nouveaux modes d’utilisation du spectre au service des entreprises, mais les résultats de l’enquête ont conduit l’AGCOM à maintenir le cadre réglementaire actuel qui prévoit la seule possibilité de location de spectre dans la bande 3 600-3 800 MHz attribuée dans l’appel d’offres 5G de 2018 aux opérateurs publics. Cette différence par rapport aux autres pays pourrait expliquer en partie l’orientation du marché, les solutions privées étant difficilement accessibles aux entreprises compte tenu d’une plus grande propension des opérateurs vers les modèles publics multitenant ou hybrides.

Conclusions

Les réseaux mobiles privés, généralement commercialisés sous le nom de réseaux privés mobiles (MPN), ne sont pas une nouveauté absolue. Ils existent déjà depuis plusieurs années sur la base de la technologie 4G, mais les fonctionnalités introduites par la 5G et la disponibilité du spectre réservé à un usage privé, principalement dans les pays qui l’autorisent, en font une solution qui peut être facilement adoptée par les entreprises qui ont besoin de connectivité dans des zones où la couverture des services publics est faible ou qui souhaitent disposer d’une infrastructure sans fil capable de remplacer la plupart des solutions de connectivité préexistantes pour gérer les différents cas d’utilisation IoT ou IIoT.

BIP xTech et 5G

xTech est un centre d’excellence du groupe Bip, avec une longue expérience dans la définition de stratégies, l’analyse de services, la conception et la gouvernance de solutions TLC.

Les nouveaux usages que la 5G permettra au niveau des réseaux privés, des solutions OT et IoT et des services aux clients finaux devront être analysés en gardant à l’esprit les objectifs de l’entreprise, le marché et l’évolution rapide de la technologie, et toujours en regardant comment améliorer et intégrer les actifs de l’entreprise.

Nous sommes, comme toujours, aux côtés de nos clients pour les aider à saisir les opportunités offertes par la 5G, grâce aussi à nos fortes compétences sur l’Intelligence Artificielle et le Cloud, qui vont de plus en plus fusionner avec les technologies de transmission pour révolutionner la gamme de services un arrangement des entreprises.


Si vous souhaitez en savoir plus sur notre offre ou avoir un entretien avec l’un de nos experts, veuillez envoyer un courriel à [email protected] avec pour objet “5G Enterprise”, et vous serez contacté rapidement.


Note

[1] Agência Nacional de Telecomunicações, l’agence gouvernementale chargée de la réglementation du secteur des télécommunications.

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