L'élaboration des nouveaux standards de la 5G, la prochaine génération de communication mobile, constitue un véritable casse-tête pour les chercheurs du monde entier. A côté des défis techniques, ils doivent surtout faire en sorte que cette technologie soit bien adaptée aux usages de demain, dans un monde digital où tout va très, très vite. Et pour cause : la 5G, qui verra le jour en 2018 - mais dont le grand public ne devrait profiter qu'à partir de 2020 -, est pensée pour durer près d'un quart de siècle. Directeur du labo Mathématiques et Algorithmique de Huawei France, le professeur Merouane Debbah fait le point sur cette technologie très attendue.
Vous êtes le directeur du labo de recherche lancé par Huawei en septembre 2014. Comment êtes-vous organisés ?
Mérouane Debbah - Notre sommes basés à Boulogne, et disposons d'environ 70 chercheurs. Il y a environ 60 docteurs et 11 doctorants. La plupart sont européens, on se parle tous en anglais. C'est principalement des chercheurs qui ont fait des doctorats dans le domaine des mathématiques appliquées aux télécommunications. Nous avons deux principaux départements : l'un autour des communications (tout ce qui touche à la transmission sans fil), et un autre concerne les réseaux.
Sur les communications, on travaille sur la 4,5G - c'est-à-dire l'amélioration de la 4G, qui continue d'évoluer -, et beaucoup sur la 5G, qui mobilise le gros de nos effectifs. On travaille aussi sur la virtualisation des réseaux, et le « big data » pour les télécoms, qui vise à rendre les réseaux plus efficaces. Notre labo fait partis du plan d'investissement de Huawei en France [de 1,5 milliard d'euros sur cinq ans, Ndlr] annoncé par le groupe l'année dernière.
En Europe, disposez-vous d'autres labos dédiés à la 5G ?
Pour la partie spécifiquement algorithmique, il n'y a que la France et la Russie, car les Français et les Russes sont considérés comme les meilleurs mathématiciens du globe. Aujourd'hui, dans le monde, le groupe dispose de 300 chercheurs pour la 5G. Du développement des puces, aux nouveaux usages, chaque labo a ses thématiques propres.
Pourquoi Huawei s'implique-t-il autant dans le développement de la 5G ?
Parce que la 5G constitue un relais de croissance très important au niveau des infrastructures qu'on fournit. Par le passé, sur la 3G et la 4G, Huawei n'a guère été moteur, et s'est contenté d'accepter les standards définis par les autres équipementiers et opérateurs télécoms. Pour la 5G, le groupe a donc décidé de mettre en place une importante politique d'innovation, avec un plan d'investissement de 600 millions d'euros. L'objectif est clairement d'être leader sur ce créneau.
Concrètement, comment orientez-vous vos recherches ?
Toute nouvelle technologie se définit avec des prérequis. Au départ, on a consulté tous les acteurs concernés par la 5G, c'est-à-dire les usagers, les industriels, et bien sûr les opérateurs télécoms. On leur a demandé comment ils voyaient l'avenir et quels seraient, d'après eux, les usages de demain. Nous nous sommes servis de leurs réponses pour lister des prérequis, qui constituent notre base de travail.
Ces prérequis, quels sont-ils ?
Certains sont liés au débit. Avec la 5G, le débit par utilisateur sera notamment multiplié par 10 par rapport à la 4G. Pourquoi ? Parce que beaucoup d'acteurs envisagent des solutions de virtualisation immersives - via des casques 3D par exemple -, ou encore la vidéo 4K. Certains imaginent aussi des tablettes 3D où l'image sortira de l'écran. Ici, on pourrait même les contrôler via des techniques à base d'ultrasons, sans toucher l'écran, en faisait par exemple le geste de tourner une molette imaginaire pour augmenter le son. Toutes ces innovations demanderont énormément de débit.
Un autre prérequis concerne l'amélioration de la latence, c'est-à-dire la réactivité du réseau [il s'agit par exemple du temps qui s'écoule entre le moment où l'on clique sur un lien et celui où la page Web s'ouvre]. Pour certains industriels, c'est très important. Dans l'automobile, c'est indispensable si on veut éviter des accidents entre des voitures autonomes. Il en va de même pour les banques qui pratiquent le trading à haute fréquence.
Enfin, la 5G doit permettre de gérer massivement l'ensemble des objets connectés en bas débit [qui envoient et reçoivent des messages très courts, tout en étant peu gourmands en énergie]. Concrètement, en prérequis, les réseaux devront supporter plus de 100.000 de ces objets au kilomètre carré. C'est très difficile à concevoir, parce qu'au final, les puces devront consommer beaucoup moins, tout en étant capable de faire à la fois du bas et du très haut débit. C'est pour ça qu'on présente la 5G comme une génération de réseau pour les objets connectés.
Sur ce dernier point, d'autres procédés comme Sigfox ou LoRa existent déjà. En France, Orange et Bouygues Telecom déploient actuellement leurs propres réseaux bas débit. Ces technologies vont-elle mourir quand la 5G sera là ?
Non, pas forcément. LoRa et Sigfox ont pris un temps d'avance, puisque les standards de la 5G seront arrêtés en 2018, pour des premiers déploiements attendus en 2020. Il se peut d'ailleurs qu'ils soient incorporés comme des technologies 5G. Mais ce n'est pas sûr. D'une certaine façon, ils jouent donc leur survie... C'est la raison pour laquelle LoRa et Sigfox déploient leurs réseaux et leurs solutions à toute vitesse. S'ils deviennent suffisamment importants, cela signifiera de facto qu'ils ont été acceptés par l'écosystème, ce qui jouera en leur faveur pour une intégration dans la 5G. Leur plus gros challenge, une fois encore, est d'aller assez vite d'ici à 2018. Si tel n'est pas le cas, on va se retrouver un peu dans la situation du bras de fer entre le Betamax et la VHS. [Une bataille a eu lieudans les années 1970 entre ces deux formats de cassette vidéo. Et c'est la VHS qui a fini par s'imposer.] Au final, une technologie finira par l'emporter sur l'autre. Sachant qu'outre la 5G, il y a déjà une compétition entre LoRa et Sigfox.
Toutes vos recherches sont donc basées sur des projections sur les usages de demain. N'y a-t-il pas le risque de se tromper ?
Il y a effectivement un risque, mais plutôt à horizon 2025-2030. On a tous en mémoire ce qui s'est passé avec la 3G. A l'origine, cette technologie a été développée dans les années 1995 pour faire de la visiophonie. A l'époque, personne ne pensait qu'on naviguerait sur le Net en mobilité... Finalement, la visiophonie ne s'est jamais imposée dans les usages. Et surtout, une innovation révolutionnaire, le smartphone, est arrivée en 2007. Ce qui a tout chamboulé !
En résumé, on n'est jamais sûr de rien. Pour l'Internet des objets par exemple, il se peut que pour des raisons de sécurité, les gens n'en soient pas friands. Si les individus s'avèrent réticents à avoir des capteurs partout [dans leurs éclairages, leur télé, leur voiture, leurs éclairages, leur machine à laver...], on n'aura peut-être pas cette explosion des objets connectés souvent évoquée.
En outre, il reste beaucoup de problèmes à régler. Prenez la voiture autonome. Actuellement, on envisage une prise en charge par le réseau 5G. Mais en ce moment, il y a de grosses discussions concernant les assurances. Et pour cause : qui sera responsable s'il y a un accident ? Les passagers, le constructeur ou le réseau 5G ?
En clair, il a une forte probabilité que de nombreux usages et innovations envisagés aujourd'hui restent au point mort...
Exactement, sachant qu'une génération de type « G » dure en moyenne 20 ans. Celle-là devrait donc s'arrêter en 2040. Tout comme la 4G, qui a débuté en 2010 et s'arrêtera en 2030. Mais il faut savoir qu'on a la possibilité de se rattraper. Ainsi, la 4G a été développée pour faire du très haut débit. Mais on réfléchit aujourd'hui à faire de l'Internet des objets en bas débit dessus. Pour cela, on travaille sur un standard qui s'appelle le LTE-M [« M » pour « Machines »], ou la 4,5 G. Celle-ci devrait arriver, au mieux, d'ici la fin l'année prochaine. Bref, pour chaque génération de communication mobile, on se garde toujours une marge de manœuvre pour s'adapter en aval.
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