Comprendre la 5G - L'épine dorsale de l'internet industriel

L'année 2019 restera dans les mémoires comme l'année où la véritable connectivité cellulaire pour l'internet des objets (IoT) a enfin démarré. Aujourd'hui, il ne se passe pas une semaine sans qu'une nouvelle annonce de déploiement d'un réseau 4G NB-IoT / LTE-M ne soit faite. Pourtant, l'avenir de l'industrie se précipite déjà vers la cinquième génération (5G) de technologie de communication sans fil.

la 5G promet une vitesse fulgurante, une latence (ou temps de réponse des communications) à peine perceptible et une capacité considérablement accrue. Les quatre principaux opérateurs américains ont donné leur feu vert à des réseaux d'essai et à des mises en œuvre partielles dans certaines villes.

Les avantages du mariage du monde physique avec les technologies numériques sont discutés depuis ce qui semble être une génération. De nombreuses industries pourraient utiliser l'intelligence glanée à partir de systèmes connectés pour obtenir des informations critiques sur leurs opérations et sur la manière d'apporter des améliorations qui feront une réelle différence sur leurs résultats. Si la 4G apporte déjà des améliorations spectaculaires aux industries du monde entier, c'est la 5G qui fait le plus parler d'elle.

Les données seules ne suffisent pas

Jani Vilenius, directeur de la recherche et de la technologie chez Sandvik, affirme que les données sont déjà le moteur de l'industrie dans le monde entier : "Tout le monde collecte déjà des données et, dans une certaine mesure, les utilise. Mais une meilleure connectivité est nécessaire pour vraiment utiliser les données et ajouter de la valeur à l'entreprise. Lorsque nous ajoutons plus d'intelligence artificielle (IA), d'apprentissage automatique et de reconnaissance vocale/image dans les systèmes quotidiens, les exigences en matière de bande passante signifient que la 5G est inévitable pour tirer parti des nouvelles capacités."

L'industrie 4.0 était censée apporter ces avantages, mais jusqu'à présent, il manquait un élément crucial. Pour que l'idée d'un système numérique industriel collaboratif, adaptatif et en temps réel devienne une réalité, il faut une infrastructure de communication véritablement agile.

Au-delà de l'amélioration progressive

On pourrait penser que le passage de la 4G à la 5G se résume à des améliorations progressives de la vitesse, sans qu'il soit nécessaire d'en faire tout un plat. Après tout, l'architecture de communication 4G/LTE (Long Term Evolution) d'aujourd'hui a permis de connecter environ 3 milliards d'appareils mobiles.

Mais en réalité, la différence entre la 4G et la 5G n'est pas comparable à la comparaison d'un modèle d'iPhone avec le suivant, mais plutôt à la comparaison d'un cheval et d'un buggy avec une voiture de course électrique.

Oui, les technologies 3G et 4G sont le plus souvent assimilées aux smartphones. C'est parce que ces systèmes ont été conçus respectivement pour la voix et les données mobiles. S'il est vrai que les augmentations spectaculaires de la vitesse de la 5G signifieront bien plus qu'un simple streaming de meilleure qualité et des téléchargements rapides comme l'éclair, c'est le fait qu'elle ait été conçue dès le départ pour la connectivité des données qui changera la donne.

Une connectivité plus rapide et une latence faible, voire inexistante, apporteront des avantages opérationnels à tous les secteurs d'activité de la planète. Jusqu'à présent, on ne parlait que de cela, mais avec les systèmes d'essai désormais en place, ces avantages opérationnels deviennent évidents.

Faire passer l'usine connectée au niveau supérieur

Sur un marché dépendant d'applications machine à forte intensité de données, les vitesses plus élevées et la faible latence de la 5G sont nécessaires à l'utilisation efficace de la technologie robotique autonome, des objets portables et de la réalité virtuelle.

Contrairement aux précédents sauts de niveau technologique dans l'industrie, la 5G ne redessinera pas fondamentalement la chaîne de production. En revanche, elle offrira aux fabricants la possibilité de construire des usines intelligentes capables de s'adapter à l'évolution des conditions du marché.

Les capacités croissantes des appareils intelligents et des usines qui les fabriquent n'auront pas seulement un impact sur la concurrence au sein d'un secteur donné. À mesure que la concurrence passera d'une logique de produits à une logique de systèmes, les frontières sectorielles autrefois bien définies s'estomperont. Les entreprises manufacturières traditionnelles pourraient bientôt se retrouver en concurrence dans le cadre d'un secteur de l'automatisation beaucoup plus vaste, par exemple.

Soins de santé : Permettre la chirurgie à distance

La faible latence de la 5G devrait révolutionner le secteur de la santé, notamment dans les salles d'opération. Les chirurgiens expérimentés peuvent conseiller leurs collègues plus jeunes par le biais d'une connexion vidéo ou même faire fonctionner l'appareil chirurgical à distance. On pourrait penser que cela semble improbable, mais c'est déjà le cas.

Au début de l'année 2019, la première opération chirurgicale en direct par téléassistance s'est déroulée avec succès en Chine. Un chirurgien expérimenté a inséré un dispositif de stimulation dans le cerveau d'un patient atteint de la maladie de Parkinson. La latence quasi instantanée de 2 millisecondes a permis au chirurgien de mener la procédure avec précision comme s'il était juste à côté du patient, alors qu'il se trouvait en fait à 3 000 kilomètres de là. La latence est comparable à celle d'une intervention chirurgicale réalisée à l'aide d'un moniteur câblé traditionnel.

Technologie autonome sur la route et dans le métro

Les améliorations apportées au temps de latence des réseaux permettront aux applications et aux appareils de communiquer quasiment en temps réel. Cela devrait atténuer les problèmes de sécurité des véhicules autonomes, en leur donnant la possibilité de communiquer en permanence avec l'environnement en constante évolution qui les entoure.

Cela aura bien sûr un impact significatif sur les opérations minières, ce dont Sandvik est conscient. Sandvik a déjà signé un accord avec Nokia pour poursuivre le développement de solutions basées sur les technologies LTE et 5G privées, dont une grande partie se déroulera dans la mine d'essai de Sandvik à Tampere, en Finlande.

"Jusqu'à présent, nous nous sommes concentrés sur la technologie LTE privée, qui offre des avantages en termes de vitesse, de latence, de fiabilité et de confidentialité par rapport au Wi-Fi. C'est l'une des technologies que nos clients demandent actuellement", explique M. Vilenius. L'avantage pour Sandvik de se concentrer sur la technologie LTE est simple. (LTE est l'abréviation de Long-term Evolution et n'est pas tant une technologie que la voie suivie pour atteindre les vitesses 4G). Jani Vilenius, Director of Research and Technology at SandvikLa demande des clients est là, et le matériel peut facilement être mis à niveau vers la 5G le moment venu.

En effet, la 5G servira à augmenter et à améliorer les réseaux LTE existants plutôt qu'à les remplacer. Malgré cela, les entreprises de télécommunications doivent faire face à un investissement substantiel. Mais au lieu de freiner le déploiement, ce fait même pourrait accélérer les choses.

Le cabinet de conseil en gestion McKinsey & Company estime que la tendance au partage des réseaux va s'accélérer, réduisant ainsi le coût de la mise en œuvre de la 5G, qui serait autrement décourageant. Le partage de réseau permet aux opérateurs de réduire le coût total de possession tout en améliorant la qualité du réseau en partageant les équipements actifs et passifs. Les simulations d'un cas ont montré qu'en partageant le déploiement de petites cellules 5G et en construisant une couche macro 5G IoT commune à l'échelle nationale, les opérateurs pourraient réduire les investissements liés à la 5G de plus de 40 pour cent", a déclaré un porte-parole.

Recherche sur les modèles commerciaux du futur

Outre la mine d'essai de Sandvik, la Finlande est également le siège d'importantes recherches. L'Industrial Internet Campus de l'université d'Aalto est une plateforme interdisciplinaire qui fournit un banc d'essai pour les solutions futures des partenaires industriels, y compris Nokia, le partenaire de Sandvik.

Les projets portent notamment sur les sites de construction intelligents, l'optimisation de la consommation d'énergie dans les bâtiments intelligents et l'usine du futur. Le projet 5G meets Industrial Internet (5G@II) étudie comment fournir une base rentable, globalement sûre et sécurisée pour un futur internet industriel piloté par la 5G. Plus précisément, l'équipe vise à créer un modèle de système de gestion des services 5G en le testant sur des cas d'utilisation industriels réels.