L'évolution des réseaux : de la 1G à la 5G
Chaque génération de réseaux mobiles est définie par plusieurs facteurs, tels que les technologies utilisées, la vitesse de transmission des données et la latence.
Les réseaux de la première génération marquent l'apparition des appels vocaux sans fil de base. La deuxième génération a introduit les messages SMS et MMS, tandis que la troisième a permis d'augmenter considérablement la vitesse de transmission des données de 200 kilobits par seconde (Kb/s) à 40 mégabits par seconde (Mb/s). Ce débit a plus que doublé (100 Mb/s) avec la quatrième génération qui s'est enrichie de capacités supplémentaires. Et grâce aux réseaux de cinquième génération, il sera possible d'atteindre 10 gigabits par seconde (Gb/s).
La 5G va changer notre rapport au monde
Les réseaux 5G apporteront plus de vitesse et une plus grande immédiateté qu'il sera presque impossible de distinguer du temps réel. Ce qui différencie principalement la 5G de la 4G, c'est sa capacité à gérer jusqu'à un million de connexions par kilomètre carré. Ce niveau de densité sera indispensable pour les villes intelligentes, les maisons connectées, les véhicules autonomes et l'Internet des objets (IoT), actuellement en plein essor. Les besoins des particuliers et des entreprises changent constamment, imposant une pression toujours plus forte sur les capacités du réseau 4G. Au vu des attentes et des possibilités que génère la nouvelle génération de réseaux, de nombreux opérateurs de télécommunications s'engagent aujourd'hui dans la transition vers le cœur de réseau 5G.
La technologie 5G prend en charge trois types de cas d'utilisation qui la distinguent des générations précédentes :
eMBB (enhanced Mobile BroadBand)
La 5G améliore les expériences multimédias grâce à une large bande passante et à un débit supérieur.
uRLLC (ultra-Reliable, Low-Latency Communication)
Avec une latence inférieure à la milliseconde, la 5G répond aux exigences des applications essentielles qui ne tolèrent aucune latence.
mMTC (massive Machine Type Communications)
La 5G permet de connecter un nombre très élevé d'appareils de manière fiable et économique, sans surcharger le réseau.
La 5G offre de vastes possibilités dans de nombreux secteurs. En voici quelques exemples :
Industrie automobile
Maintenance prédictive, véhicules autonomes partagés, aide à la conduite
Énergie
Maintenance prédictive de l'infrastructure, exploitation du réseau et stockage, compteurs connectés
Services financiers
Trading, gestion des finances personnelles, détection de la fraude, opérations client
Santé
Diagnostic avancé et analyse des images médicales, détection précoce des pandémies
Fabrication
Correction et optimisation des processus, production à la demande
Commerce et biens de consommation
Production personnalisée, prévision et analyse de la demande, distribution
Télécommunications, multimédias et divertissement
Maintenance et optimisation des réseaux, sécurité autonome, réseaux neuronaux, contenus personnalisés
Transports et logistique
Transport et livraison par camions autonomes, gestion des flux de trafic
Migrer vers un cœur 5G
Pour passer à un cœur de réseau 5G, les opérateurs disposent de plusieurs options, comme l'a souligné le 3GPP (Third-Generation Partnership Project). L'option 1 correspond à la situation actuelle des opérateurs qui disposent d'un réseau 4G.
Option 1
Déployer un EPC (Evolved Packet Core) autonome avec un réseau d'accès radio LTE (Long-Term Evolution). « EPC » est le terme utilisé dans le secteur pour désigner un cœur 4G. Cette configuration permet d'entamer la transition de la 4G vers la 5G.
Option 2
Déployer un nouveau cœur 5G autonome avec un nouveau réseau radio 5G. L'option 2 convient pour les nouvelles installations de réseaux (approche « greenfield ») et représente l'objectif ultime des opérateurs disposant déjà d'un réseau 4G (approche « brownfield »).
Option 3
Conserver le réseau EPC/LTE et ajouter une nouvelle technologie de réseau radio 5G.
Option 4
Mettre à niveau les réseaux LTE existants vers la technologie eLTE (Enhanced LTE), et ajouter un cœur 5G ainsi qu'une nouvelle technologie de réseau radio 5G. Le réseau eLTE est intégré au plan utilisateur (une extension du réseau 5G), mais pas au plan de contrôle.
Option 5
Mettre à niveau les réseaux existants vers la technologie eLTE et ajouter un nouveau cœur 5G.
Option 7 (il n'existe pas d'option 6)
Mettre à niveau les réseaux LTE existants vers la technologie eLTE et ajouter un cœur 5G ainsi qu'une nouvelle technologie de réseau radio 5G. Cette architecture est semblable à celle de l'option 4, à la différence que le réseau eLTE fait également partie du plan de contrôle.
Stratégies de migration vers la 5G
Cliquez sur l'image pour l'agrandir (dans un nouvel onglet)
Les options 1, 2 et 5 appartiennent à la catégorie des architectures autonomes, qui utilisent un seul réseau d'accès radio. Elles sont considérées comme idéales. Or, la plupart des opérateurs ont opté pour une architecture non autonome de façon à préserver les investissements existants et limiter les dépenses générées par la nouvelle infrastructure réseau. Idéalement, il faudrait déployer un réseau 5G de bout en bout (option 2).
Créer un cœur 5G sur une plateforme de conteneurs cloud-native
Contrairement au modèle EPC, où les fonctions se chevauchent dans une architecture point à point, le cœur 5G repose sur une architecture de services et des fonctions qui évoluent de façon indépendante. Il facilite l'intégration de nouvelles fonctions via un bus de messages pour les interactions du plan de contrôle, et offre une flexibilité de haut niveau grâce à des API REST qui lancent des requêtes HTTP/2.
Le cœur 5G doit être cloud-native, distribuable, évolutif et agile, pour fournir des services que le réseau 4G ne peut offrir. Les réseaux cloud-native basés sur des conteneurs sont les mieux adaptés pour exploiter tout le potentiel de la 5G. Appliquée au cœur 5G, l'approche cloud-native consiste à transformer les applications existantes et à concevoir de nouvelles applications de cœur de réseau sous la forme de microservices au moyen de technologies de conteneurs.
Grâce à l'utilisation de ces technologies, les microservices constitutifs de l'application de cœur 5G sont fournis avec tous les éléments nécessaires à l'exécution de l'application (les bibliothèques et les dépendances spécifiques de celle-ci), dans un espace réservé et isolé. Ainsi, en cas de défaillance d'un composant ou d'un microservice individuel, l'application continuera de fonctionner. Cette configuration garantit un comportement prévisible des applications de cœur 5G en matière de tolérance aux pannes, d'évolutivité et d'utilisation des ressources cloud sous-jacentes.
Choisir des solutions Open Source
Pour être efficace, une solution de cœur 5G multifournisseur doit reposer sur une plateforme d'applications cloud-native qui rassemble les outils, les technologies et les charges de travail. Les plateformes d'applications Open Source traitent tous types de charges de travail, dans différents environnements et emplacements, et offrent aux opérateurs la flexibilité dont ils ont besoin pour créer une solution qui leur convienne.
Chez Red Hat, nous vous proposons une plateforme d'applications cloud-native qui apporte le niveau de flexibilité, de sécurité et de performances nécessaire pour intégrer plusieurs fonctions 5G au réseau, et qui peut se déployer dans tous les environnements et les emplacements.
Red Hat® OpenShift® est une plateforme Kubernetes adaptée au secteur des télécommunications, à la fois stable et axée sur la sécurité, qui inclut des outils et des fonctionnalités de gestion courante pour l'infrastructure. Cette solution permet aux opérateurs de mettre en œuvre une stratégie hybride et multicloud en toute confiance, et de renforcer leur compétitivité sur un marché contraint d'innover rapidement pour satisfaire la clientèle.
Les opérateurs peuvent simplifier la gestion complète de leur réseau avec Red Hat® Ansible® Automation Platform, le mettre à l'échelle facilement à l'aide de Red Hat Advanced Cluster Management for Kubernetes et optimiser l'exécution des systèmes grâce à la solution de stockage persistant Red Hat OpenShift Data Foundation.
L'offre 5G de Red Hat fournit une architecture de référence qui prend en charge des applications 5G certifiées et préintégrées. Les opérateurs de télécommunications ont accès à un large choix de solutions partenaires, ainsi qu'aux contrats de niveau de service et services de consulting avancés de Red Hat, ce qui les aide à accélérer les déploiements et à maximiser leurs chances de réussite avec la 5G.
