OPINION. Les tendances sont claires : les téléphones intelligents seront remplacés par des expériences XR omniprésentes grâce à des lunettes légères offrant une résolution, des fréquences d'images et une plage dynamique sans précédent. Par Xavier Dalloz, consultant spécialisé dans les nouvelles technologies.
La téléprésence sera rendue possible grâce à l'imagerie et à la détection haute résolution, aux écrans portables, aux robots et drones mobiles, aux processeurs spécialisés et aux réseaux sans fil de nouvelle génération. Les véhicules autonomes pour un transport et une logistique écologiquement durables sont rendus possibles grâce aux progrès des réseaux sans fil, de l'intelligence artificielle (IA) et de la détection distribuées.
Rappelons qu'une nouvelle génération de réseaux mobiles émerge tous les dix ans, contenant plus de technologies et de capacités pour permettre aux humains d'améliorer leur travail et leur style de vie.
L'ère pré-cellulaire avant les années 1980 est reconnue comme la génération zéro (0G) des réseaux de communication mobile qui fournissaient une fonctionnalité de communication radio simple avec des dispositifs tels que les walkietalkies .
La première génération (1G) a introduit les réseaux cellulaires disponibles publiquement et commercialement dans les années 1980.
Ces réseaux ont fourni une communication vocale utilisant la technologie mobile analogique .
La deuxième génération (2G) de réseaux de communication mobile a marqué la transition des réseaux mobiles de l'analogique au numérique.
Il a pris en charge les services de données de base tels que les services de messages courts en plus de la communication vocale .
La troisième génération (3G) a développé des services mobiles à large bande améliorée et a permis de nouvelles applications telles que les services de messagerie multimédia, les appels vidéo et la télévision mobile .
De nouveaux services mobiles à large bande, la communication tout IP, la voix sur IP (VoIP), le streaming vidéo ultra haute définition et les jeux en ligne ont été introduits dans la quatrième génération (4G).
La 5G succède à la quatrième génération, appelée 4G1, en proposant des débits plus importants et une latence fortement réduite, tout en évitant le risque de saturation des réseaux lié à l'augmentation des usages numériques (smartphones, tablettes, objets connectés).
La 6G facilitera les applications émergentes telles que les UAV, HT, IoE, Industry 5.0 et la conduite autonome collaborative.
Ces réseaux ont fourni une communication vocale utilisant la technologie mobile analogique .
Il a pris en charge les services de données de base tels que les services de messages courts en plus de la communication vocale .
De nouveaux services mobiles à large bande, la communication tout IP, la voix sur IP (VoIP), le streaming vidéo ultra haute définition et les jeux en ligne ont été introduits dans la quatrième génération (4G).
Dans ce contexte, les réseaux 6G devraient être plus capables, intelligents, fiables, évolutifs et écoénergétiques pour répondre à toutes les attentes qui ne peuvent être réalisées avec la 5G.
Voici quelques-unes des principales caractéristiques envisagées pour la 6G :
Débits de données extrêmement élevés :
La 6G vise à fournir des débits de données encore plus rapides que ceux de la 5G, avec une capacité de transmission multimédia ultra-rapide.
On parle de débits de plusieurs centaines de gigabits par seconde, voire de téraoctets par seconde, pour prendre en charge des applications gourmandes en données telles que la réalité virtuelle et augmentée de haute définition, la diffusion en continu de contenus 8K/16K, et d'autres applications avancées.
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La 6G vise à fournir des débits de données encore plus rapides que ceux de la 5G, avec une capacité de transmission multimédia ultra-rapide.
On parle de débits de plusieurs centaines de gigabits par seconde, voire de téraoctets par seconde, pour prendre en charge des applications gourmandes en données telles que la réalité virtuelle et augmentée de haute définition, la diffusion en continu de contenus 8K/16K, et d'autres applications avancées.
Latence ultra-faible :
La 6G vise à réduire la latence, c'est-à-dire le temps de réponse entre l'envoi d'une requête et la réception de la réponse, à des niveaux extrêmement bas.
On parle de latences de l'ordre de la milliseconde, voire de la microseconde. Cela permettrait des communications en temps réel pratiquement instantanées, ce qui serait essentiel pour les applications telles que les voitures autonomes, la télémédecine, les jeux en ligne et les objets connectés.
La 6G vise à réduire la latence, c'est-à-dire le temps de réponse entre l'envoi d'une requête et la réception de la réponse, à des niveaux extrêmement bas.
On parle de latences de l'ordre de la milliseconde, voire de la microseconde. Cela permettrait des communications en temps réel pratiquement instantanées, ce qui serait essentiel pour les applications telles que les voitures autonomes, la télémédecine, les jeux en ligne et les objets connectés.
Capacité massive et densité de connexion :
La 6G devrait être en mesure de prendre en charge une capacité de connexion massive pour répondre aux besoins de l'Internet des objets (IoT) et des communications de machine à machine (M2M).
Elle devrait être capable de connecter des milliards d'appareils simultanément, avec une densité de connexion beaucoup plus élevée par rapport à la 5G. Cela permettrait de soutenir des applications telles que les villes intelligentes, les réseaux de capteurs, l'automatisation industrielle et les communications dans des environnements à forte densité d'appareils.
La 6G devrait être en mesure de prendre en charge une capacité de connexion massive pour répondre aux besoins de l'Internet des objets (IoT) et des communications de machine à machine (M2M).
Elle devrait être capable de connecter des milliards d'appareils simultanément, avec une densité de connexion beaucoup plus élevée par rapport à la 5G. Cela permettrait de soutenir des applications telles que les villes intelligentes, les réseaux de capteurs, l'automatisation industrielle et les communications dans des environnements à forte densité d'appareils.
Intelligence artificielle et apprentissage automatique intégrés :
La 6G devrait intégrer de manière étroite l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique (machine learning) dans son architecture et ses fonctionnalités.
Cela permettrait une prise de décision autonome, une optimisation dynamique du réseau, des capacités de prédiction et d'adaptation, ainsi que des fonctionnalités avancées pour les utilisateurs, les appareils et les applications.
La 6G devrait intégrer de manière étroite l'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique (machine learning) dans son architecture et ses fonctionnalités.
Cela permettrait une prise de décision autonome, une optimisation dynamique du réseau, des capacités de prédiction et d'adaptation, ainsi que des fonctionnalités avancées pour les utilisateurs, les appareils et les applications.
Sécurité et confidentialité renforcées :
La 6G devrait mettre l'accent sur la sécurité et la confidentialité des données, compte tenu des défis croissants en matière de cybersécurité.
Elle devrait intégrer des mécanismes de sécurité avancés, tels que le chiffrement de bout en bout, l'authentification renforcée, la détection des menaces et la résilience face aux attaques.
La 6G devrait mettre l'accent sur la sécurité et la confidentialité des données, compte tenu des défis croissants en matière de cybersécurité.
Elle devrait intégrer des mécanismes de sécurité avancés, tels que le chiffrement de bout en bout, l'authentification renforcée, la détection des menaces et la résilience face aux attaques.
Durabilité environnementale :
La 6G devrait accorder une attention particulière à la durabilité environnementale en adoptant des technologies et des pratiques écoénergétiques.
Elle devrait viser à réduire la consommation d'énergie, à utiliser des sources d'énergie renouvelables, à optimiser l'utilisation des ressources et à minimiser l'impact environnemental des infrastructures de télécommunications.
La 6G devrait accorder une attention particulière à la durabilité environnementale en adoptant des technologies et des pratiques écoénergétiques.
Elle devrait viser à réduire la consommation d'énergie, à utiliser des sources d'énergie renouvelables, à optimiser l'utilisation des ressources et à minimiser l'impact environnemental des infrastructures de télécommunications.
Les briques de base de la 6G
La communication THZ
Les ondes THz sont situées entre les bandes de fréquences mmW et optiques. Cela permet l'utilisation de technologies basées sur l'électronique et la photonique dans les futurs réseaux de communication. En ce qui concerne les dispositifs électroniques, les technologies de nanofabrication peuvent faciliter la progression des dispositifs semi-conducteurs qui fonctionnent dans la bande de fréquences THz.
Intelligence artificielle
Grâce à des caractéristiques distinctives et à des capacités remarquables, l'IA a trouvé diverses applications dans les réseaux sans fil et mobiles.
Les données massives générées par des appareils IoT massifs peuvent être exploitées par des approches d'IA pour extraire des informations précieuses et ainsi améliorer le fonctionnement et les performances du réseau.
Blockchain
Rappelons que les applications de la Blockchain concernent en priorité : la finance et la banque, la chaîne d'approvisionnement industrielle et la fabrication, l'expédition et le transport, les soins médicaux et les dossiers des patients, ainsi que les processus éducatifs et la certification.
La Blockchain va améliorer les aspects techniques de la 6G tels que le partage dynamique du spectre, la gestion des ressources, la gestion de la mobilité et, d'autre part, il permet des applications imprévues telles que HT, XR, entièrement CAV, Industry 5.0 et bien d'autres.
Les ondes THz sont situées entre les bandes de fréquences mmW et optiques. Cela permet l'utilisation de technologies basées sur l'électronique et la photonique dans les futurs réseaux de communication. En ce qui concerne les dispositifs électroniques, les technologies de nanofabrication peuvent faciliter la progression des dispositifs semi-conducteurs qui fonctionnent dans la bande de fréquences THz.
Grâce à des caractéristiques distinctives et à des capacités remarquables, l'IA a trouvé diverses applications dans les réseaux sans fil et mobiles.
Les données massives générées par des appareils IoT massifs peuvent être exploitées par des approches d'IA pour extraire des informations précieuses et ainsi améliorer le fonctionnement et les performances du réseau.
Rappelons que les applications de la Blockchain concernent en priorité : la finance et la banque, la chaîne d'approvisionnement industrielle et la fabrication, l'expédition et le transport, les soins médicaux et les dossiers des patients, ainsi que les processus éducatifs et la certification.
La Blockchain va améliorer les aspects techniques de la 6G tels que le partage dynamique du spectre, la gestion des ressources, la gestion de la mobilité et, d'autre part, il permet des applications imprévues telles que HT, XR, entièrement CAV, Industry 5.0 et bien d'autres.
Drones
Les réseaux d'essaims d'UAV pour la communication, la surveillance, les soins médicaux, la gestion des catastrophes, etc.
Les essaims d'UAV utilisent la communication sans fil pour interagir et partager des informations entre les drones, où chaque drone agit comme un nœud dans un réseau de communication multi-sauts.
Les réseaux d'essaims d'UAV pour la communication, la surveillance, les soins médicaux, la gestion des catastrophes, etc.
Les essaims d'UAV utilisent la communication sans fil pour interagir et partager des informations entre les drones, où chaque drone agit comme un nœud dans un réseau de communication multi-sauts.
L'IoT of everything
L'aube de la 6G augmentera la demande de connexion d'un grand nombre d'appareils IoE qui peuvent être situés en dehors de la zone de couverture des réseaux cellulaires terrestres et qui peuvent être difficiles à connecter à l'aide de technologies IoT conventionnelles telles que NB-IoT et Long Range Radio (LoRa). De plus, fournir une connectivité à l'aide de satellites est également difficile en raison de la latence inhérente et du débit de données limité.
Services zero touch
L'idée de ZSM est de responsabiliser le réseau afin qu'il puisse effectuer une auto-configuration pour effectuer une configuration autonome sans avoir besoin d'une intervention humaine explicite, une auto-optimisation pour mieux s'adapter à la situation dominante, une auto-guérison pour assurer un fonctionnement correct, l'autosurveillance pour suivre son propre fonctionnement et l'auto-mise à l'échelle pour engager ou désengager dynamiquement les ressources selon les besoins .
Le small data
Le terme «small data» fait référence à de petits ensembles de données représentant un pool limité de données dans un créneau d'intérêt . Ces ensembles de données peuvent fournir des informations significatives pour gérer des quantités massives d'appareils IoT. Contrairement au Big Data qui concerne de grands ensembles de données historiques, Small Data se préoccupe soit des données en temps réel, soit des données statistiques d'une durée limitée.
Le Small Data jouera un rôle déterminant dans de nombreuses applications, notamment le fonctionnement des équipements en temps réel et la maintenance d'un grand nombre de machines connectées en IIoT.
L'aube de la 6G augmentera la demande de connexion d'un grand nombre d'appareils IoE qui peuvent être situés en dehors de la zone de couverture des réseaux cellulaires terrestres et qui peuvent être difficiles à connecter à l'aide de technologies IoT conventionnelles telles que NB-IoT et Long Range Radio (LoRa). De plus, fournir une connectivité à l'aide de satellites est également difficile en raison de la latence inhérente et du débit de données limité.
L'idée de ZSM est de responsabiliser le réseau afin qu'il puisse effectuer une auto-configuration pour effectuer une configuration autonome sans avoir besoin d'une intervention humaine explicite, une auto-optimisation pour mieux s'adapter à la situation dominante, une auto-guérison pour assurer un fonctionnement correct, l'autosurveillance pour suivre son propre fonctionnement et l'auto-mise à l'échelle pour engager ou désengager dynamiquement les ressources selon les besoins .
Le terme «small data» fait référence à de petits ensembles de données représentant un pool limité de données dans un créneau d'intérêt . Ces ensembles de données peuvent fournir des informations significatives pour gérer des quantités massives d'appareils IoT. Contrairement au Big Data qui concerne de grands ensembles de données historiques, Small Data se préoccupe soit des données en temps réel, soit des données statistiques d'une durée limitée.
Le Small Data jouera un rôle déterminant dans de nombreuses applications, notamment le fonctionnement des équipements en temps réel et la maintenance d'un grand nombre de machines connectées en IIoT.
Les SSN
Les SSN peuvent effectuer des tâches telles que l'autogestion, l'auto-planification, l'auto-organisation, l'auto-optimisation, l'auto-réparation et l'autoprotection des ressources réseau pour maintenir en permanence ses indicateurs clés de performance (KPI).
Ceci est réalisé en adaptant le fonctionnement et les fonctionnalités du réseau en tenant compte de divers faits, y compris l'état de l'environnement, l'utilisation du réseau et les contraintes énergétiques.
Basse latence extrêmement faible
La 5G est soutenue par uRLLC et sa fiabilité est de 99,999%. Cependant, d'ici 2030, les innovations nécessiteraient une ultra-fiabilité extrêmement élevée non seulement dans MTC, mais également dans plusieurs autres communications, telles que la communication appareil-appareil, WiFi, appareil-cloud, etc.
Les SSN peuvent effectuer des tâches telles que l'autogestion, l'auto-planification, l'auto-organisation, l'auto-optimisation, l'auto-réparation et l'autoprotection des ressources réseau pour maintenir en permanence ses indicateurs clés de performance (KPI).
Ceci est réalisé en adaptant le fonctionnement et les fonctionnalités du réseau en tenant compte de divers faits, y compris l'état de l'environnement, l'utilisation du réseau et les contraintes énergétiques.
La 5G est soutenue par uRLLC et sa fiabilité est de 99,999%. Cependant, d'ici 2030, les innovations nécessiteraient une ultra-fiabilité extrêmement élevée non seulement dans MTC, mais également dans plusieurs autres communications, telles que la communication appareil-appareil, WiFi, appareil-cloud, etc.
Exemple de la santé
La technologie 6G va révolutionner le monde des soins de santé. Avec des vitesses de données ultra-rapides, nous disposerons de capteurs intelligents qui flotteront dans notre circulation sanguine et surveilleront et mesureront tous les aspects de notre santé.
Ces appareils connectés collecteront en permanence des données et analyseront les informations pour formuler des recommandations et prédire les problèmes de santé avant qu'ils ne surviennent. Nous verrons également des appareils intelligents capables de fournir une assistance physique et des médicaments - soutenus par des représentations numériques de nous-mêmes continuellement mises à jour en ligne.
Grâce à ces nouvelles avancées, notre secteur de la santé passera d'une approche réactive à un modèle prédictif et personnalisé. Cela révolutionnera la façon dont nous prendrons soin de notre santé à l'avenir et aura un impact majeur sur tous ceux qui travaillent actuellement dans le secteur de la santé.
