Applications et cas d'utilisation de la 5G

Avec les déploiements de la 5G en cours, beaucoup de gens se posent des questions sur les applications et les cas d'utilisation de la 5G, et sur ce que sera la vie connectée après le déploiement. Le fait est que la 5G sera transformatrice. Elle permettra de nombreuses nouvelles applications qui ne sont pas viables aujourd'hui, en particulier dans les zones urbaines et les villes. C'est important car, selon l'ONU, plus des deux tiers de la population mondiale vivront dans une zone urbaine ou une ville d'ici 2050.

Aujourd'hui, la 5G fait l'objet de beaucoup de nouvelles et de battage médiatique. En tant que leaders d'opinion dans ce secteur, nous partageons régulièrement nos connaissances sur l'évolution du déploiement de la 5G et sur ce à quoi vous pouvez vous attendre, en particulier si vous êtes impliqué dans l'espace commercial et industriel IoT . Par rapport à l'espace grand public, la 5G commerciale emprunte une voie distincte mais concurrente.

Voici quelques-uns de nos articles passés :

Dans cet article, nous allons examiner certaines des applications prévues pour la 5G.

5G IoT Applications et cas d'utilisation

Avec le déploiement de la 5G, quelles nouvelles applications IoT verrons-nous ? Quels cas d'utilisation de la 5G seront rendus possibles par une bande passante plus large et un débit plus rapide ? La vie changera-t-elle comme nous la connaissons ?

Oui, la vie va changer avec la 5G et les applications anticipées qu'elle permettra, mais pas de manière omniprésente. Il y aura une fracture croissante de la connectivité réseau et des services entre les zones urbaines et rurales, car il n'est pas pratique de déployer la 5G partout tout de suite.

L'idée fondamentale de la 5G est un réseau unique suffisamment flexible pour gérer une variété de cas d'utilisation différents. Afin de tenir les promesses de la 5G, les opérateurs de réseaux mobiles (ORM) doivent construire un réseau dense avec une quantité massive de nœuds de réseau qui formeront l'infrastructure 5G.

Chaque nœud coûte de l'argent, et les ORM investiront dans la 5G par la mise à niveau et la densification des réseaux d'abord dans les villes, où ils peuvent atteindre de nombreux clients payants et obtenir un retour sur investissement plus rapide. Dans les zones rurales, le déploiement de la 5G se fera à un rythme plus lent.

Catégorisation des applications de la 5G

Le déploiement de la 5G apportera des avantages dans trois domaines majeurs, également connus sous le nom de "triangle de la 5G" :

• uRLLC : Cas d'utilisation de la communication ultra-fiable à faible latence
• mMTC : Cas d'utilisation de la communication massive de type machine (IoT)
• eMBB : Enhanced Mobile Broadband - cas d'utilisation à haut débit

Source d'image : Samsung.com

uRLLC - Cas d'utilisation à haute disponibilité et faible latence pour la 5G

La communication ultra-fiable à faible latence (uRLLC) sera l'un des plus grands changements de jeu une fois que la 5G sera entièrement déployée. Nous verrons alors apparaître de nouvelles applications nécessitant une réponse en fractions de seconde.

Véhicules autonomes

Les véhicules autonomes sont l'une des applications 5G les plus attendues. La technologie des véhicules progresse rapidement pour soutenir l'avenir des véhicules autonomes. Les systèmes informatiques embarqués évoluent avec des niveaux de puissance de calcul que l'on ne voyait auparavant que dans les centres de données.

Nous entendons parler de véhicules autonomes aujourd'hui, et beaucoup de gens se demandent quels sont les obstacles à la concrétisation de cette technologie future. De nombreux développements différents dans la technologie des véhicules, la vitesse des réseaux, le débit des données et l'apprentissage automatique doivent être réunis pour que l'avenir des véhicules entièrement autonomes se concrétise.

Les réseaux 5G constitueront un énorme atout pour les véhicules autonomes, en raison de la réduction spectaculaire de la latence, car les véhicules pourront réagir 10 à 100 fois plus vite qu'avec les réseaux cellulaires actuels.

L'objectif ultime est un réseau de communication de véhicule à véhicule (V2X). Ce réseau permettra aux véhicules de réagir automatiquement aux objets et aux changements qui se produisent autour d'eux, de manière quasi instantanée. Un véhicule doit être capable d'envoyer et de recevoir des messages en quelques millisecondes afin de freiner ou de changer de direction en fonction des panneaux de signalisation, des dangers et des personnes qui traversent la rue.

Comparons la latence de la 4G et de la 5G : Supposons qu'une voiture roulant sur la route à 30 miles par heure ait besoin de recevoir un signal pour éviter de heurter un objet. Avec une latence 4G actuelle d'environ 100 millisecondes, une voiture se déplacerait d'environ 4 pieds ou 1,2 mètre. Avec une latence 5G d'environ 10 millisecondes, le véhicule n'aurait parcouru que 5 pouces ou 12 centimètres. La différence est significative et pourrait signifier la vie ou la mort.

5G IoT dans les infrastructures et la gestion du trafic des villes intelligentes

De nombreuses villes dans le monde déploient aujourd'hui des systèmes de transport intelligents (STI) et prévoient de prendre en charge la technologie des véhicules connectés. Certains aspects de ces systèmes sont relativement faciles à installer en utilisant les systèmes de communication actuels qui prennent en charge la gestion intelligente du trafic pour gérer la congestion des véhicules et acheminer les véhicules d'urgence.

La technologie des véhicules connectés permettra des communications bidirectionnelles de véhicule à véhicule (V2V) et de véhicule à infrastructure (V2X) afin de promouvoir la sécurité dans les systèmes de transport. Les villes intelligentes installent désormais des capteurs à chaque intersection pour détecter les mouvements et faire réagir les véhicules connectés et autonomes en fonction des besoins.

La dorsale de communication destinée à prendre en charge la technologie des véhicules connectés peut être mise en place progressivement dès aujourd'hui, bien avant le déploiement complet de la 5G, ce qui améliore considérablement la sécurité des piétons et des véhicules.

Remarque : Digi propose ces systèmes de communication et s'associe actuellement à de grandes villes américaines pour les déployer dans le cadre de la planification stratégique de la gestion des embouteillages et des catastrophes. Le Digi WR54, avec les options FirstNet™ Ready, est conçu pour prendre en charge les cas d'utilisation liés à la gestion du trafic et aux interventions d'urgence, tandis que les modules pré-certifiés Digi XBee 3 Cellular sont déployés dans les capteurs de trafic et de stationnement, les applications de comptage, l'éclairage urbain, etc.

Le site web de l'USDOT fournit une excellente introduction à cette initiative :

Le programme "Connected Vehicle" du ministère américain des transports (USDOT) collabore avec les agences de transport locales et d'État, les fabricants de véhicules et d'appareils et le public pour tester et évaluer la technologie qui permettra aux voitures, aux bus, aux camions, aux trains, aux routes et autres infrastructures, ainsi qu'à nos smartphones et autres appareils de "parler" entre eux. Les voitures sur l'autoroute, par exemple, utiliseraient des signaux radio à courte portée pour communiquer entre elles, de sorte que chaque véhicule sur la route saurait où se trouvent les autres véhicules à proximité. Les conducteurs recevraient des notifications et des alertes en cas de situation dangereuse, par exemple si quelqu'un s'apprête à brûler un feu rouge à l'approche d'une intersection ou si une voiture venant en sens inverse, hors de vue dans un virage, se déporte sur sa voie pour éviter un objet sur la route.

5G IoT Applications dans le domaine de l'automatisation industrielle

Les principaux avantages de la 5G dans le domaine de l'automatisation industrielle sont la flexibilité sans fil, la réduction des coûts et la viabilité d'applications qui ne sont pas possibles avec la technologie sans fil actuelle.

L'automatisation industrielle est utilisée de nos jours, et il est fort probable que vous ayez vu des vidéos montrant des robots synchronisés à l'œuvre dans des usines et des applications de la chaîne d'approvisionnement. Aujourd'hui, ces applications nécessitent des câbles, car le Wi-Fi n'offre pas la portée, la mobilité et la qualité de service requises pour le contrôle industriel, et la latence de la technologie cellulaire actuelle est trop élevée. Avec la 5G, les applications d'automatisation industrielle peuvent couper le cordon et devenir entièrement sans fil, permettant ainsi des usines intelligentes plus efficaces.

Comme l'indique l'ACIA 5G, "l'industrie 4.0 intègre le site IoT et les services connexes dans la fabrication industrielle, et assure une intégration verticale et horizontale transparente tout au long de la chaîne de valeur et à travers toutes les couches de la pyramide de l'automatisation. La connectivité est un élément clé de l'industrie 4.0 et soutiendra les développements en cours en fournissant une connectivité puissante et omniprésente entre les machines, les personnes et les objets."

Par exemple, avec l'industrie 4.0, les humains et les robots pourront interagir et travailler ensemble ; une machine peut soulever des pièces lourdes et le travailleur peut les attacher. Pour que cela fonctionne, le robot doit être en communication constante avec l'usine et son environnement. Il doit être mobile, disposer d'une gamme complète de mouvements physiques et de capteurs environnementaux. Ces progrès permettront des partenariats symbiotiques entre l'homme et la machine, où chacun jouera le rôle qu'il maîtrise le mieux.

Réalité augmentée (AR) et réalité virtuelle (VR)

La faible latence de la 5G rendra les applications de RA et de RV à la fois immersives et beaucoup plus interactives. Dans les applications industrielles, par exemple, un technicien portant des lunettes de réalité augmentée 5G pourrait voir une superposition d'une machine qui identifierait les pièces, fournirait des instructions de réparation ou montrerait les pièces qu'il est dangereux de toucher. Les possibilités d'applications industrielles hautement réactives qui prennent en charge des tâches complexes seront nombreuses.

Dans les environnements professionnels, vous pouvez organiser des réunions en réalité virtuelle où deux personnes semblent être assises dans la même pièce, transformant ainsi des conférences téléphoniques ou vidéo 2D ennuyeuses en réunions 3D plus interactives.

Les événements et expériences sportifs seront probablement parmi les principales applications de la 5G dans l'espace grand public. Chaque fois que vous devez réagir rapidement à un stimulus, comme dans une application d'entraînement sportif, la latence doit être minimale. Par exemple, si deux personnes portant des lunettes 4G LTE essayaient de frapper un ballon de football dans un sens ou dans l'autre, il serait très difficile de chronométrer correctement leur réponse, car le temps que leur cerveau reçoive l'information que le ballon est arrivé jusqu'à eux, il est trop tard. Mais avec les lunettes 5G, la latence plus faible permet au récepteur de voir le ballon et de le renvoyer avant qu'il ne passe.

Nous verrons également davantage d'expériences immersives avec la RA dans les enceintes sportives. Si vous disposez d'un téléphone 5G et de la RA, des joueurs virtuels vous accueilleront et vous encourageront dès que vous entrerez. Et pendant le match, vous pourrez voir des ralentissements et des statistiques de joueurs plus grands que nature.

Dans le domaine du divertissement, attendez-vous à voir davantage d'animateurs et d'hôtes en hologramme. Par exemple, nous pourrons faire revivre Elvis Presley ou Patsy Cline grâce à des hologrammes. Ou encore, vous pourrez créer votre partenaire de danse AR personnel.

5G IoT Applications pour les drones

Les drones offrent aujourd'hui unensemble de cas d'utilisation vaste et croissant, au-delà de l'utilisation grand public pour le tournage et la photographie. Par exemple, les services publics utilisent aujourd'hui des drones pour l'inspection des équipements. Les entreprises de logistique et de vente au détail envisagent la livraison de marchandises par drone. La tendance va se poursuivre et, avec la 5G, nous serons en mesure de repousser les limites des drones qui existent aujourd'hui, notamment en termes de portée et d'interactivité.

Aujourd'hui, les drones sont limités à la ligne de vue et à la distance du contrôleur. Si vous ne pouvez pas voir le drone ou s'il est hors de portée, vous ne pouvez pas voir où il va et garder le contrôle. Avec la 5G, cependant, vous pourrez mettre des lunettes pour "voir" au-delà des limites actuelles avec une faible latence et une vidéo haute résolution. La 5G permettra également d'étendre la portée des contrôleurs au-delà de quelques kilomètres ou miles. Ces avancées auront des implications pour les cas d'utilisation dans la recherche et le sauvetage, la sécurité des frontières, la surveillance, les services de livraison par drone et plus encore.

Massive IoT Cas d'utilisation de la 5G

L'un des défis à venir de IoT sera sa croissance explosive. Statistica/IHS prévoit que le nombre d'appareils connectés par personne sur la planète, IoT , passera de 2 par personne aujourd'hui à 10 par personne d'ici 2025. Le nombre prévu d'appareils connectés nécessitant une connexion de données impose des contraintes importantes à l'infrastructure de communication - par exemple, les tours de téléphonie mobile. Si la 4G répond assez bien à ce besoin aujourd'hui dans les zones où la densité cellulaire est relativement bonne, la situation s'améliorera encore avec la 5G.

La documentation relative aux exigences minimales de la norme IMT-2020 - la norme associée à la 5G - exige une densité de connexion minimale de 1 million de dispositifs par kilomètre carré (environ 0,38 miles carrés). En comparaison, la norme 4G LPWA prend en charge 60 680 dispositifs pour une couverture de même taille, ce qui est loin de ce que la 5G peut offrir.

Les applications qui bénéficieront du site IoT - Wearables et Mobile

Qu'est-ce qui pourrait déclencher une telle croissance des appareils connectés IoT ? Les vêtements, les trackers et les capteurs constitueront un marché important pour l'aspect Massive IoT de la 5G. Imaginez que tous vos gadgets, appareils et machines avec lesquels vous interagissez au quotidien soient directement connectés via une connexion cellulaire, en plus des téléphones, tablettes et ordinateurs portables qui sont déjà connectés aujourd'hui. La 5G permettra à un nombre bien plus important d'appareils de fonctionner de manière transparente (sans retard perçu, sans perte de signal, etc.) dans une zone donnée.

Cas d'utilisation du haut débit pour la 5G

Dans les cas d'utilisation du haut débit, nous verrons une gamme d'applications qui sont actuellement entravées par des vitesses lentes. L'accès fixe sans fil (FWA) fournira un Internet ultra-rapide aux consommateurs et aux entreprises.

Les applications à bande passante plus élevée comme le streaming 4K et, à l'avenir, 8K, ou la vidéo à 360 degrés permettront aux consommateurs de vivre des expériences immersives de haute qualité à des vitesses en temps réel. En tant que spectateur, vous serez en mesure de contrôler l'angle que vous souhaitez prendre. Par exemple, dans une course automobile vidéo, vous pourrez regarder autour de vous et voir qui se trouve à côté de vous ou derrière vous.

Les entreprises pourront stocker davantage d'informations dans le nuage et y accéder par le biais de la 5G rapide et à faible latence, comme si elles étaient stockées localement. Cela réduit le besoin de serveurs coûteux sur site. Et au lieu d'avoir besoin d'un ordinateur portable rapide pour rendre les informations localement, vous les rendez dans le nuage et elles vous sont transmises en continu. Ce sera comme en local, mais vous pourrez utiliser votre téléphone pour ces applications haut de gamme.

La 5G va également changer la façon dont les entreprises envisagent la connectivité des entreprises. Aujourd'hui, vous pourriez avoir une ligne en fibre optique, DSL ou modem câble pour connecter votre entreprise pour la connectivité primaire, et une sauvegarde cellulaire au cas où votre connexion primaire tomberait en panne. Mais avec la 5G, le cellulaire peut devenir votre connexion principale, grâce à sa bande passante élevée, sa fiabilité et sa faible latence. Vous n'aurez pas à vous soucier du câblage des bâtiments et des coûts d'installation associés. Avec le cellulaire, vous recevez l'équipement, vous le branchez et il fonctionne.

Résumé

La 5G sera transformatrice et permettra de nombreuses nouvelles applications qui ne sont pas viables aujourd'hui, en particulier dans les zones urbaines et les villes. Les cas d'utilisation de la 5G ne seront pas limités à une zone particulière : les consommateurs, les entreprises, les industries et les villes bénéficieront d'une ou de plusieurs dimensions du "triangle de la 5G" :

• uRLLC : Communication ultra-fiable à faible latence
• mMTC : Massive Machine Type Communication (IoT)
• eMBB : Enhanced Mobile Broadband (haut débit mobile amélioré)

Cependant, au lieu d'attendre le déploiement complet de la 5G, nous pouvons commencer à construire l'avenir dès maintenant avec la technologie 4G LTE et valider les applications et les modèles économiques. Et ensuite affiner et développer lorsque la 5G sera plus largement disponible.