La 5G en France : fonctionnement et déploiement du réseau 5G

La 5G est un sujet qui occupe le paysage médiatique depuis déjà quelque temps en France et dans le monde. Beaucoup d'informations circulent mais difficile de faire le tri entre le vrai et le faux sur ce nouveau réseau 5G. Quels sont les avantages de la 5G, comment fonctionne-t-elle et comment profiter de la 5G en France et dans le monde ? Suivez le guide pour un petit tour d'horizon 5G pour faire le point sur les avancées de cette nouvelle technologie.


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  • L'essentiel
  • La 5G est la nouvelle norme en matière de réseaux mobiles, permettant d'atteindre plus d'1 Gbit/s en théorie.
  • En août 2021, la 5G est déjà bien déployée dans de nombreuses zones urbaines par les fournisseurs.
  • Les opérateurs déploient des antennes 3500 Mhz, uniquement dédiées à la diffusion du réseau 5G.
  • Désormais, la plupart des opérateurs proposent un ou plusieurs forfaits mobiles compatibles 5G.

La 5G, qu'est-ce que c'est ?

Dernière évolution des réseaux utilisés par les opérateurs mobiles, le terme 5G n'est finalement qu'une évolution logique des déclinaisons précédentes. La plupart d'entre nous est désormais habitué aux termes 2,3 ou 4G et comme on pouvait s'y attendre la 5G vient se placer dans cette suite comme 5ème génération. Pour rappel, le réseau 2G apparut en France en 1982 et permit pour la première fois l'envoi de MMS et l'accès à internet depuis son téléphone mobile.

De nombreuses améliorations successives des réseaux 2G et 3G ont abouti à la 4G en 2013 avec des débits théoriques de 150Mbit/s (les débits réels observés en France sont de 20 à 50Mbit/s en moyenne). La 5G est donc la dernière évolution de ces améliorations successives et promet pour le moment un débit 10 à 20 fois supérieur à celui proposé par la 4G. La 5G, comme les précédentes nouvelles générations de réseau mobile, annonce donc un débit bien plus rapide mais aussi la connexion de beaucoup plus d'appareils simultanément grâce au réseau 5G.

La 5G ouvre aussi beaucoup de nouvelles perspectives pour l'amélioration des applications de technologies récentes comme l'utilisation des drones pour les missions de sauvetage ou bien encore pour des technologies en cours de développement comme les voitures autonomes par exemple. La 5G en France s'est finalement lancée en décembre 2020 et elle rejoint ainsi des pays comme l'Angleterre, les États-Unis ou la Corée du Sud entre autres.

Comment fonctionne la 5G ?

Comme les systèmes cellulaires précédents, la 5G utilise un système de cellules (d'où vient d'ailleurs le nom cellulaire) qui divise un territoire donné en différents secteurs et envoie les données au travers des ondes radios.

La 5G change la manière dont se connectent nos smartphones à l'internet mais aussi la manière dont ces appareils se connectent les uns aux autres. La 5G se distingue d'ailleurs de toutes les générations précédentes sur 5 caractéristiques qui contribuent à la rendre bien plus performante : la vitesse, la latence, la couverture réseau, la capacité et la densité.

  • Comme pour les précédents passages d'une génération à l'autre, la 5G offre une vitesse de connexion bien supérieure à celle de la 4G. La plupart des sources s'accordent pour annoncer un débit 5G supérieur de 10 à 20 fois à celui de la 4G. Dans l'état de l'avancée de la 5G, il n'est pas encore possible d'évaluer avec certitude le débit réel que la 5G est réellement en mesure d'offrir. Ces estimations sont basées sur les tests déjà réalisés aux États-Unis, en Angleterre ou en Corée du Sud mais les résultats sont encore très variables et les réseaux sont encore loin d'être parfaitement configurés. On peut néanmoins quand même s'attendre à une vitesse de connexion bien plus conséquente que celle précédemment offerte par la 4G avec des débits avoisinants un maximum de 10Gbit/s (vitesse similaire à la fibre mais sur un réseau cellulaire mobile).

  • La latence est une autre caractéristique qui va s'améliore considérablement avec le réseau 5G et qui offre encore plus de nouvelles perspectives qu'une simple amélioration du débit en 5G. La latence, c'est le délai de réponse entre l'envoi et la réception d'informations et elle est exprimée en millisecondes. Pour se situer, la 4G disposait déjà d'une latence très faible évaluée à 100-200ms déjà plus rapide qu'un être humain dont la latence est évaluée à 300ms. La 5G réduit cette latence de façon exponentielle puisque son délai est évalué entre 5-1ms. Cette latence correspond à un délai presque nul ce qui permet une interaction en temps réel et ouvre la porte à de nouvelles avancées technologiques. Ce temps de latence minime permet ainsi ainsi l'évolution, l'intégration et la diffusion des technologies de réalité virtuelle, de réalité augmentée, de pilotage de drones et le développement des voitures autonomes entre autres.

  • La couverture réseau 5G est aussi considérablement améliorée. La distinction majeure de la 5G, c'est son utilisation de fréquences plus élevées exprimées en ondes millimétriques (supérieures à 24Ghz). Attention cependant, il faudra certainement attendre encore quelques années pour que ces ondes millimétriques commencent à être utilisées pour la 5G (en France les enchères pour les repartir ne sont pas prévues avant quelques années). Ces ondes millimétriques permettront à la fois des débits 5G bien supérieurs mais aussi la possibilité de connecter beaucoup plus d'appareils simultanément. L'utilisation des ondes millimétriques permet aussi de réduire la taille des antennes qui contiennent alors beaucoup plus de capteurs et peuvent ainsi accroître encore plus la capacité générale du réseau 5G. Ces nouvelles antennes utilisent une technologie appelée Massime Mimo (de l'anglais "Multiple Input Multiple Outpout" traduit en français par entrées multiples, sorties multiples). En attendant, les nouvelles bandes de fréquence entièrement dédiées à la 5G (3,4Ghz-3,8Ghz) sur lesquels les opérateurs français déploient la 5G (en parallèle avec les la bande des 700MHz et des 2,1Ghz déjà utilisées pour la 4G) offrent déjà des débits beaucoup plus importants que la 4G.

Les fréquences 5G et les ondes millimétriques Bien que la 5G utilise les ondes millimétriques qui proposent des débits plus élevés et permettent de connecter beaucoup plus d'appareils, ces ondes ont aussi une portée bien moindre et sont utilisées dans le cadre d'usages très ciblés (grands événements sportifs, utilisation industrielle). Elles ne sont pas dangereuses pour la santé des gens. Le réseau 5G utilise aussi en parallèle des fréquences bien inférieures situées entre 1-6GHz pour adapter le signal en fonction de l'usage requis ou de l'appareil connecté.

Beamforming est aussi une nouvelle technologie que le réseau 5G met à profit. Le Beamforming, au lieu de diffuser le signal dans toutes les directions, peut non seulement pointer le signal émis directement vers tous les dispositifs dans son champ d'action mais aussi suivre ce signal et l'appareil en question. Le Beamforming vient compléter les nouvelles antennes développées qui utilisent le Massive Mimo en permettant une réduction des interférences et en étant beaucoup moins énergivore par cette capacité à localiser et à suivre les appareils connectés en orientant le signal précisément sur ceux-ci.

La combinaison des antennes Massive MIMO et du beamforming contribuent ainsi à une plus grande capacité et densité du réseau 5G pour les appareils connectés (plus d'appareils connectés simultanément dans une zone plus réduite).

La combinaison de l'amélioration de tous ces facteurs comme la vitesse, la latence, la densité, la capacité et la couverture réseau permet une capacité globale accrue des réseaux 5G et une densité du nombre d'appareils connectés bien supérieure à celle que nous propose actuellement la 4G. Quelles avancées technologiques et quels changements provoque la 5G en France et dans le monde ?

Massive MIMO Massive Mimo est une technologie que la 4G avait commencé à effleurer en équipant des antennes cellulaires de 4 émetteurs/récepteurs. La technologie Massive MIMO permet d'équiper ces nouvelles micro antennes de 64 émetteurs/récepteurs dans une station de taille réduite. La taille de cette station correspond à celle d'une mallette alors qu'avant la taille se rapprochait de celle d'un réfrigérateur.

Le réseau 5G : quels avantages offre-t-il ?

Les avancées technologiques permises par la 5G

Nous avons vu précédemment tous les avantages techniques du réseau 5G et sa supériorité que ce soit en matière de vitesse, latence ou de couverture réseau. Hormis le fait de bénéficier d'un réseau plus performant et plus rapide, quels sont alors les avantages concrets du réseau 5G ?

Le réseau 5G permet surtout de mettre en place et de développer de nombreuses technologies dont nous entendons déjà parler depuis quelques dizaines d'années pour certaines. La 5G autorise ainsi la mise en place et la systématisation de beaucoup d'innovations technologiques comme l'internet des objets (IoT pour "Internet of Things" en anglais), les véhicules autonomes ou bien encore la réalité virtuelle (VR ou "Virtual Reality" en anglais).

La réduction du temps de latence est pour beaucoup dans cet océan de nouvelles possibilités. En ce qui concerne les véhicules autonomes, on comprend assez facilement que le temps de réaction et la vitesse de l'échange d'information se doit d'être au plus proche de l'instantané et c'est ce que permet la 5G. Cette avancée laisse entrevoir un futur pas si lointain, où l'on pourra regarder un film en ultra HD téléchargé en quelques secondes lors d'un trajet en voiture, tout en laissant le soin à celle-ci de nous conduire sain et sauf jusqu'à destination.

Une autre application possible peut par exemple autoriser un chirurgien basé à Paris a opérer un patient situé à Nice. Si le temps de réaction est assez insignifiant pour que la procédure de chirurgie à distance ne subisse pas de délai par rapport à une intervention en conditions réelles, la 5G peut ainsi faciliter ce type d'interventions.

La VR est une autre technologie qui bénéficie grandement des améliorations proposées par la 5G surtout grâce à la vitesse de débit 5G. La VR qui demande une latence et des débits extrêmement rapides peut désormais proposer des jeux multi-joueurs en réalité augmentée avec des vidéo à 360 degrés sans aucun délai.

L'internet des choses et la domotique bénéficient de cette avancée 5G. La capacité et la densité accrue du réseau 5G permet des objets connectés de plus en plus efficaces comme des baskets produisant des statistiques de performances en temps réel, des objets allant d'un réfrigérateur à un train qui peuvent être surveillés constamment en temps réel et ainsi anticiper les problèmes ou les éventuelles réparations avant que ces machines ne cessent de fonctionner. La systématisation des capteurs de mouvement ou de lumière peut aussi réduire drastiquement la consommation d'énergie des éclairages de rue dans les villes par exemple.

Certaines de ces améliorations dont devoir attendre quelque temps avant la réalisation d'un réseau 5G performant, d'ailleurs qu'en est-il concrètement du déploiement de la 5G ?

La couverture 5G en France et dans le monde

Le déploiement de la 5G dans le monde

Le déploiemement de la 5G dans le monde

On parle déjà de réseaux 5G installés un peu partout dans le monde et même de smartphones connectés mais qu'en est-il exactement du déploiement de ce réseau en France et dans le monde ?

Selon le GSA (Global Mobile Supplier Association), dans son dernier rapport de décembre 2020, 140 opérateurs téléphoniques commercialisent désormais la 5G dans 59 pays. À titre d'exemple, les opérateurs qui ont lancé un service 5G dans le monde sont notamment AT&T, T-Mobile et Verizon aux États-Unis, LG Uplus, KT et SK Telecom en Corée du Sud, Elisa et Telia en Finlande et en Estonie ou bien encore Vodacom au Lesotho entre autres.

Les pays d'Europe ne sont pas en reste avec notamment la Finlande et le réseau Elisa qui a d'ailleurs été l'un des premiers pays d'Europe à proposer une offre commerciale pour la 5G avec des forfaits mobiles pour le grand public. En Suisse, Swisscom fut aussi très rapide dans l'implantation de la 5G et propose aussi des offres et smartphones 5G pour ses clients, le réseau suisse a d'ailleurs passé un accord avec Elisa et SK Telecom pour que leurs clients puissent utiliser la 5G en itinérance dans les trois pays.

Les Sud-Coréens avec les Américains sont d'ailleurs certainement les plus "agressifs" dans le déploiement de la 5G dans un monde déjà aspiré dans une course frénétique qui ne fait que commencer.

La Corée du Sud arrive toujours d'ailleurs à conserver une longueur d'avance (même ténue) sur les Américains depuis la première utilisation du réseau 5G aux jeux olympiques d'hiver de PyeongChang de 2018. Samsung a lancé le premier smartphone 5G au monde, le Samsung S10 5G le 5 avril 2019 grâce à l'avancée du réseau 5G menés par les trois opérateurs sud coréen SK Telecom, KT et LG Uplus sur l'ensemble du territoire. Le titre de premier pays au monde avec une couverture nationale et des smartphones 5G revient ainsi aussi à la Corée du Sud.

Les Américains n'ont cependant pas dit leur dernier mot et de nombreuses villes tests 5G sont toujours en cours sur différentes zones du territoire selon les différents opérateurs. AT&T, Verizon, T-Mobile et Sprint ont déjà lancé des réseaux 5G mobiles limités en nombre d'abonnés dans des grandes villes comme Chicago, Minneapolis, Atlanta ou bien encore New-York.

La plupart des prédictions pour l'établissement complet du réseau 5G s'accordent sur des débuts pour tous les consommateurs entre 2023 et 2026 en fonction des pays. La construction du réseau 5G, même pour des pays comme les États-Unis et la Corée du Sud faisant partie des pionniers, va demander encore du temps avant que celui-ci ne devienne le premier réseau cellulaire utilisé dans le monde. 5G Americas annonce qu'en 2023 ce sera 32% des connexions mobiles qui seront effectuées en 5G et selon Heo Won-seok (directeur de la politique des technologies de l'information) 30% des utilisateurs de réseau mobile en Corée du Sud utiliseront le réseau 5G en 2021 et 90% en 2026.

Le déploiement 5G en France

Les avancées du réseau 5G en France

La France a elle aussi pris relativement rapidement conscience des enjeux de la 5G et de l'importance de préparer un plan d'action pour son déploiement. La 5G en France fut à l'étude mars 2017, date à laquelle l'ARCEP a publié un premier rapport sur la technologie 5G. Ce rapport fait suite au partenariat public-privé 5G-PPP (5G Public Private Partnership) initié en 2013 par la commission européenne et au "5G action plan" de l'Union européenne de 2016 qui donne une vision globale et un plan d'action pour le déploiement de la 5G sur le territoire européen.

Dans ces grands axes, les objectifs sont de développer le réseau 5G en réunissant le maximum d'acteurs économiques et académiques et aussi de réduire la dépendance technologique auprès des États-Unis et de l'Asie.

Bandes de fréquences 5G en France En France, les bandes d'utilisation pour la 5G se situent entre 3,5Ghz et 26GHz. Les enchères pour l'acquisition définitive de fréquences (entre 3,4 et 3,8GHz) ont eut lieu en novembre 2020 en France. Orange a remporté le plus de blocs de fréquences avec 90MHz au total contre 80 MHz pour SFR, et 70MHz pour Free et Bouygues Telecom.

Comment se déroule alors le déploiement de la 5G en France selon les opérateurs ?

  • Le rapport de l'ARCEP de mars 2017 annonçait déjà la collaboration de Orange et Nokia officialisée en janvier 2017 pour le déploiement de tests de réseaux 5G en France. Paris, Marseille, Nantes et Lille constituent les 4 villes choisies par l'opérateur pour effectuer les premiers tests 5G avec 200 testeurs (particuliers et professionnels) prévus.Orange et Ericsson se sont aussi associés depuis octobre 2016 et ont été rejoint par le groupe PSA (Peugeot) en janvier 2017 pour des expérimentations sur l'IoT et les voitures connectées. Orange a finalement lancé la 5G dans 15 villes françaises en décembre 2020 avec notamment les villes de Nice, Marseille, Le Mans, Angers et Clermont-Ferrand et l'opérateur annonce déjà couvrir 160 communes fin 2020 avec la 5G Orange.

  • Bouygues de son côté avait déjà lancé un pilote 5G dans la ville de Bordeaux en juillet 2018 pour réaliser les premiers tests de déploiement de réseau 5G. Premier opérateur français à ouvrir un réseau 5G en France en conditions réelles, l'opérateur n'entend pas se laisser distancer par ses concurrents. Le 4 janvier 2019, Bouygues a d'ailleurs réalisé le tout premier appel 5G à Lyon en partenariat avec Ericsson. Bouygues travaillait aussi principalement avec Huawei pour le développement de la 5G en France mais suite aux soupçons d'espionnage, le gouvernement français a décidé de suspendre les licences d'autorisation d'équipement Huawei d'ici à 2028. En plus de Bordeaux et Lyon, Bouygues a aussi lancé des expérimentations 5G dans les villes de Paris, Velizy et Rouen. Bouygues a finalement lancé sa 5G en décembre 2020 et annonce couvrir 20 villes de France dont Lyon, Nice, Cannes, Aix-en-Provence, Toulon, Avignon ou bien encore Rouen. L'opérateur annonce une couverture nationale Bouygues 5G pour fin 2021.

  • SFR comme ses concurrents s'est bien préparé aussi à l'implantation du réseau 5G en France. Début janvier 2019, SFR a lancé une expérimentation du réseau 5G à Nantes, en collaboration avec la SNCF, pour réaliser des tests de débit et estimer les bénéfices et apports de la 5G pour les applications dans le réseau ferroviaire. Toulouse est la seconde ville française choisie par l'opérateur pour les prochains tests de réseau 5G. SFR a aussi mis le pied à l'étrier 5G rapidement en développant une première connexion 5G en France sur une fréquence de 3,5GHZ en mai 2018 et en allumant la 5G à Paris dans l'Altice Campus pour la diffusion de multiples flux vidéos de très haute qualité en simultané. SFR fut finalement le premier opérateur français a lancer officiellement la 5G à Nice le 20 novembre 2020 et il annonce couvrir 120 communes avec la 5G SFR dont Montpellier, Bordeaux, Nantes, Marseille-Aix-en-Provence et Paris-Île-de-France

  • Free contrairement aux autres opérateurs n'a pas beaucoup communiqué sur la 5G et n'a encore obtenu aucune fréquence test sur les 208 sites mobiles 5G que l'ARCEP a déjà accordé pour les diverses expérimentations 5G en France des différents opérateurs. À ce jour Orange détient 808 sites 5G 3500 Mhz autorisés contre 325 pour Bouygues et 284 pour SFR. Free a aussi demandé des fréquences auprès de l'ARCEP pour expérimenter la 5G mais plus tardivement et a obtenu une autorisation en avril dernier. Free a apparemment déjà réalisé des tests 5G en laboratoire et prévoyait semble-t-il de réaliser des tests en collaboration avec Nokia dans la capitale. Free a d'ailleurs finalement été le dernier à communiquer sur sa 5G en décembre 2020 mais annonce détenir le plus grand nombre de sites 5G en service avec 10239 sites 700MHz et 3,5 GHz en France métropolitaine (dont 1297 sites 3,5 GHz).

La 5G est donc bien en route en France mais ce n'est encore que le début et il faudra encore attendre quelques années pour que le réseau 5G soit fonctionnel sur la majorité du territoire français. L'objectif fixé par l'ARCEP pour chaque opérateur est que "25% au moins des sites que les opérateurs doivent équiper avec les fréquences 3,5 GHz devront se situer en zone rurale ou industrielle" ce qui devrait éviter une fracture numérique trop prononcée entre zones rurales et zones urbaines.

Une autre inconnue demeure aussi sur les smartphones 5G qui seront aussi les principaux vecteurs du réseau 5G dans un premier temps.

Les premiers forfaits 5G sont maintenant disponibles ! Découvrez dans notre article dédié les forfaits 5G proposés par les opérateurs.

Smartphones 5G : quelles avancées en France et dans le monde ?

les smartphones 5G en France et dans le monde

Les premiers smartphones 5G ont commencé à pointer le bout de leur nez en 2019 pour supporter ce nouveau réseau. La Corée du Sud fut la première au monde a sortir un smartphone 5G à savoir la version 5G du Samsung S10, le 5 avril 2019. Sortie aussi rendu possible par le développement des réseaux 5G dans tout le pays par les principaux opérateurs sud-coréens.

Depuis la sortie du S10 5G de Samsung, de nombreux fabricants lui ont emboîté le pas avec notamment LG qui a sorti le LG V50 ThinQ 5G disponible en juin 2019 ou bien encore le constructeur chinois Oppo qui a sorti le Oppo Reno 5G (qui fut d'ailleurs le premier smartphone 5G disponible en Europe avec son arrivée en Suisse en mai 2019.

Les smartphones compatibles 5G sont désormais légion en France et dans le monde, plus d'une soixantaine de modèles 5G sont ainsi disponibles.

Motorola propose ainsi le Motorola Edge alors que Xiaomi, après avoir lancé le Mi Mix 3 5G en Angleterre en mai 2019 (qui fut le premier smartphone 5G vendu en Grande-Bretagne) propose dorénavant de nombreux modèles compatibles 5G comme les Xiaomi Mi 10, Mi 10 Pro et Mi 10 Lite 5G.

Apple n'avait rien annoncé durant un long moment et il a fallu attendre sa gamme d'iPhone 12 pour que la firme de Cupertino saute le pas. Les derniers iPhone 12, iPhone 12 Mini, iPhone 12 Pro et iPhone 12 Pro Max sont ainsi tous compatibles 5G.

Samsung a depuis son Galaxy S10 toujours proposé des modèles 4G ou 5G avec les Galaxy S20 et plus récemment les Galaxy S21, S21+ et S21 Ultra sont tous compatibles 5G par défaut.

Il existe désormais des smartphones 5G pour tous les budgets et tous les opérateurs proposent des remises intéressantes sur des combinaisons forfaits + smartphones 5G pour profiter du nouveau réseau 5G sans vous ruiner !

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