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6G : guide complet sur la sixième génération de réseau sans fil 

6G

La 6G (sixième génération sans fil) est le successeur de la technologie cellulaire 5G. Les réseaux 6G pourront utiliser des fréquences plus élevées que les réseaux 5G. Ils peuvent aussi offrir une capacité nettement supérieure et une latence beaucoup plus faible. L’un des objectifs de l’internet 6G sera de prendre en charge une communication à latence d’une microseconde. C’est 1 000 fois plus rapide — ou 1/1000 e de la latence — que le débit d’une milliseconde.

Le marché de la technologie 6G devrait permettre d’améliorer considérablement l’imagerie, la technologie de présence et la localisation. Associée à l’intelligence artificielle (IA), l’infrastructure informatique de la 6G déterminera de manière autonome le meilleur emplacement pour l’informatique. Ce qui inclut les décisions relatives au stockage, au traitement et au partage des données.

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Quels sont les avantages de la 6G par rapport à la 5G ?

La 6G devrait permettre des débits de données de 1 téraoctet par seconde. Les points d’accès pourront servir plusieurs clients simultanément grâce à l’accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence. Ce niveau de capacité et de latence permettra d’étendre les performances des applications 5G. Il sera aussi utile pour élargir le champ des capacités pour prendre en charge des applications innovantes en matière de connectivité sans fil, de cognition, de détection et d’imagerie.

Les fréquences plus élevées de la 6G permettront des taux d’échantillonnage beaucoup plus rapides, en plus d’offrir un débit nettement meilleur et des taux de données plus élevés. La combinaison d’ondes sub-mm (par exemple, des longueurs d’onde inférieures à un millimètre) et de la sélectivité de fréquence pour déterminer les taux d’absorption électromagnétique relatifs pourraient potentiellement conduire à des avancées significatives dans la technologie de détection sans fil.

L’informatique périphérique mobile (MEC) sera intégrée à tous les réseaux 6G, alors qu’elle doit être ajoutée aux réseaux 5G existants. L’informatique de périphérie et l’informatique centrale seront intégrées de manière plus transparente dans le cadre d’une infrastructure combinée de communications et d’informatique. Elles le seront notamment au moment où les réseaux 6G seront déployés. Cette approche offrira de nombreux avantages potentiels lorsque la technologie 6G deviendra opérationnelle, notamment un meilleur accès aux capacités d’IA.

Quand l’internet 6G sera-t-il disponible ?

L’internet 6G devrait être lancé commercialement en 2030. Cette technologie utilise davantage le réseau d’accès radio (RAN) distribué et le spectre térahertz (THz) pour augmenter la capacité, réduire la latence et améliorer le partage du spectre. Si certaines discussions préliminaires ont eu lieu pour définir la 6G, les activités de recherche et développement (R&D) ont commencé sérieusement en 2020.

La Chine, par exemple, a lancé un satellite de test 6G équipé d’un système THz, tandis que les géants technologiques Huawei Technologies et China Global prévoiraient des lancements de satellites 6G similaires en 2021. Bon nombre des problèmes liés au déploiement de la radio à ondes millimétriques pour la 5G doivent être résolus à temps. L’objectif étant que les concepteurs de réseaux puissent relever les défis de la 6G.

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Comment fonctionnera la 6G ?

On s’attend à ce que les solutions de détection sans fil de la 6G utilisent sélectivement différentes fréquences pour mesurer l’absorption et ajuster les fréquences en conséquence. Cette méthode est possible, car les atomes et les molécules émettent et absorbent des rayonnements électromagnétiques à des fréquences caractéristiques. De plus, les fréquences d’émission et d’absorption sont les mêmes pour toute substance donnée.

La 6G aura de grandes répercussions sur de nombreuses approches gouvernementales et industrielles en matière de sécurité publique et de protection des biens essentiels. Des impacts comme

  • la détection des menaces
  • la surveillance de la santé
  • la reconnaissance des caractéristiques et des visages
  • la prise de décision dans des domaines tels que l’application de la loi et les systèmes de crédit social ;
  • les mesures de la qualité de l’air ; et
  • la détection des gaz et de la toxicité.

Les améliorations dans ces domaines profiteraient également aux technologies mobiles, ainsi qu’aux technologies émergentes. Des technologies telles que les villes intelligentes, les véhicules autonomes, la réalité virtuelle et la réalité augmentée.

Avons-nous seulement besoin de la 6G ?

La sixième génération de réseaux cellulaires intégrera un ensemble de technologies auparavant disparates, notamment l’apprentissage profond et l’analyse des données massives. L’introduction de la 5G a ouvert la voie à une grande partie de cette convergence.

La nécessité de déployer l’informatique de périphérie pour assurer un débit global et une faible latence pour des solutions de communication ultra-fiables et à faible latence est un moteur important de la 6G. La nécessité de prendre en charge la communication de machine à machine dans l’internet des objets (IoT) est également un élément moteur.

En outre, une relation étroite a été identifiée entre la 6G et le calcul haute performance (HPC). Alors que les ressources informatiques de périphérie traiteront une partie des données de l’IoT et des appareils mobiles, une grande partie de ces données nécessitera des ressources HPC plus centralisées pour effectuer le traitement.

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Qui travaille sur la technologie 6G ?

La course à la 6G attirera l’attention de nombreux acteurs du secteur, dont le fournisseur de tests et de mesures Keysight Technologies, qui s’est engagé dans son développement. La course à la 5G pourrait bien paraître mineure comparée à l’attente de voir quels pays domineront le marché de la technologie 6G. Un pays qui dominera par conséquent les applications et services connexes à la 6G.

Les principaux projets en cours sont les suivants :

L’université d’Oulu en Finlande a lancé le projet de recherche 6Genesis afin de développer une vision de la 6G pour 2030. L’université a également signé un accord de collaboration avec le Consortium de promotion Beyond 5G du Japon pour coordonner les travaux de la recherche finlandaise 6 G Flagship sur les technologies 6G.

L’Institut de recherche sur l’électronique et les télécommunications de Corée du Sud mène des recherches sur la bande de fréquences térahertz pour la 6G. Elle envisage des vitesses de données 100 fois plus rapides que les réseaux 4G LTE et cinq fois plus rapides que les réseaux 5 G.

Le ministère chinois de l’Industrie et des Technologies de l’information investit dans la recherche et le développement de la 6G.

En 2020, la Commission fédérale des communications (FCC) des États-Unis a ouvert la fréquence 6G aux tests de spectre pour les fréquences de plus de 95 gigahertz (GHz) à 3 THz.

Les entreprises de communication Ericsson (Suède) et Nokia (Finlande) sont à la tête d’Hexa-X. Un consortium récemment formé en Europe, composé de leaders universitaires et industriels qui travaillent à faire avancer la recherche sur les normes 6 G.

Parmi les fournisseurs engagés dans la 6G figurent de grandes entreprises d’infrastructure telles que Huawei, Nokia et Samsung, qui ont toutes signalé qu’elles avaient des projets de R&D en cours.

Portée future des réseaux 6G

Les réseaux sans fil 6G de prochaine génération créeront un réseau de fournisseurs de communications de même manière que l’énergie solaire photovoltaïque a permis la cogénération au sein du réseau intelligent.

Les centres de données sont déjà confrontés à de grands changements dus à la 5G. Des changements tels que la virtualisation, les réseaux programmables, l’informatique de périphérie et les questions relatives à la prise en charge simultanée de réseaux publics et privés.

Les réseaux radio 6G fourniront la communication et la collecte de données nécessaires à l’accumulation d’informations. Cependant, une approche systémique est nécessaire pour le marché de la technologie 6G. Elle comprendra l’analyse des données, l’IA et les capacités de calcul de nouvelle génération. Des capacités utilisant notamment le calcul intensif et l’informatique quantique.

Outre les profonds changements au sein du RAN, le tissu du réseau de communications central se transformera également. De nombreuses nouvelles technologies convergent effectivement avec la 6G. L’IA, notamment, occupera une place centrale avec la 6G. En outre, il est possible qu’un « nano-cœur » émerge en tant que noyau informatique commun englobant des éléments de HPC et d’IA. En supposant que cette vision se réalise, le nano-cœur ne doit pas être un élément de réseau physique. Il s’agira plutôt d’une collection logique d’un réseau de ressources informatiques, partagé par de nombreux réseaux et systèmes.

Les réseaux 6G créeront beaucoup plus de données que les réseaux 5G. L’informatique évoluera donc pour inclure la coordination entre les plateformes périphériques et centrales. En réponse à ces deux changements, les centres de données devront évoluer. Les capacités de la 6G en matière de détection, d’imagerie et de détermination de l’emplacement généreront de grandes quantités de données. Des données qui devront être gérées pour le compte des propriétaires de réseaux et des fournisseurs de services.

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Quels sont les avantages du réseau 6G ?

Des vitesses allant jusqu’à 100 Gbit/s

Les réseaux 6G proposeront une vitesse de téléchargement projetée d’au moins 100 Gbps. C’est 10 fois plus rapide que la vitesse de téléchargement (théorique) d’un réseau 5G. C’est aussi 300 fois plus rapide que la vitesse de liaison descendante que les réseaux 4G les plus avancés d’aujourd’hui peuvent accepter.      

Dix millions d’objets connectés par km²

La puissance de l’IoT est déterminée par le nombre de capteurs et d’appareils connectés. Ici aussi, une croissance énorme est prévue. La société d’études de marché Statista prévoit que d’ici 2025, l’IoT comprendra près de 31 milliards d’appareils, contre 12 à 13 milliards d’appareils aujourd’hui. Avec ce nombre toujours croissant d’appareils, vient le défi d’en connecter le plus possible à Internet (par m² ou km²). Ce nombre est appelé densité de connexion.

Les réseaux 4G actuels atteignent une densité de connexion d’environ 100 000 appareils par km². La 5G fait déjà beaucoup mieux, permettant la connexion d’un million d’appareils par km². Et avec l’introduction des réseaux 6G, le chiffre de 10 millions d’objets connectés par km² est à portée de main. 

Fréquences de 100 GHz (et plus)

Plus la fréquence est élevée, plus la bande passante disponible est importante. Ainsi, pour atteindre les bandes passantes nécessaires à la 6G, nous devrons exploiter des fréquences radio plus élevées.  

Par exemple, les réseaux 4G sont limités à des fréquences allant jusqu’à 2,5 GHz, tandis que les réseaux 5G fonctionnent dans les bandes 28 GHz et 39 GHz. Et les prochaines générations de réseaux mobiles – dont la 6G – devraient dépendre de fréquences supérieures à 100 GHz.  

Latence de quelques microsecondes seulement

Le réseau 5G propose une latence inférieure à 1 milliseconde. Mais la 6G propose une latence encore plus faible de quelques microsecondes seulement.

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