Quatre ans après ses débuts, la 5G pour l'industrie commence tout juste à se répandre

À mesure que le temps nécessaire aux données d’un réseau sans fil pour voyager d’un appareil à un serveur et revenir se réduit à une infime fraction de seconde grâce à la 5G, les entreprises équipées de cette technologie de communication mobile pourront prendre des décisions instantanées d’une manière impossible avec le Wi-Fi ou les câbles. Les robots d’usine peuvent éviter des arrêts d’urgence inutiles en réduisant les signaux erronés indiquant qu’ils se sont trop rapprochés d’un travailleur. Des moissonneuses-batteuses équipées de caméras pourraient transmettre des photos des cultures et des données sur les sols à un logiciel d’IA sur un serveur pendant leur déplacement, permettant une pulvérisation ciblée des zones problématiques d’un champ. Les médecins pourraient améliorer la précision chirurgicale grâce à des outils télécommandés.

« La tendance est que les entreprises veulent tout garder sous leur contrôle », explique Christian Müller, responsable senior des ventes et du développement commercial chez Rohde & Schwarz, dont les équipements de test et mesure aident les entreprises à s’assurer que leurs réseaux 5G privés pourront résister à la tempête de données à venir. « Voici des exemples de la direction que nous prenons, de là où en est la recherche. » Ce que nous constatons avant tout à l’heure actuelle, c’est que ces réseaux sont installés pour apprendre. Tout cela n’est qu’un vaste terrain de jeu.

Quatre ans après les débuts de la 5G, la plupart des entreprises en sont encore à la phase d’expérimentation, cherchant à justifier l’investissement plutôt qu’à s’engager pleinement. Alors que plus d’un milliard de consommateurs dans le monde sont abonnés à des services 5G, les entreprises n’ont pas encore pleinement tiré parti de cette technologie pour exécuter les types de charges de travail industrielles à faible latence, à haut débit et à forte intensité de capteurs pour lesquelles la technologie a été conçue. L’adoption est freinée par des coûts élevés, des normes en constante évolution, un manque d’appareils et d’applications logicielles disponibles, ainsi qu’une architecture complexe qui rend les réseaux difficiles à intégrer aux systèmes informatiques des entreprises.

Seules 21 % des 1 325 entreprises internationales interrogées par le cabinet de conseil EY en novembre dernier ont déclaré investir actuellement dans la 5G, contre 38 % dans les technologies plus larges de l’Internet des objets (IoT) et 65 % dans la robotique et l’automatisation des usines. Les machines conçues selon la norme la plus récente sont encore plus rares. Selon le cabinet d’études de marché Transforma Insights, seulement 1,1 % des appareils IoT cellulaires utilisaient une technologie radio 5G à part entière à la fin de l’année dernière, un chiffre qui devrait toutefois dépasser 10 % d’ici 2030. Seuls trois de ces appareils sur 10 000 fonctionnent sur des réseaux 5G privés que les entreprises créent et hébergent elles-mêmes, un chiffre qui devrait être multiplié par 21 d’ici le début de la prochaine décennie.

Il existe encore un manque d’applications 5G spécifiques aux secteurs d’activité et aux processus, note l’analyste de Transforma Matt Hatton. « Du côté des réseaux privés, il s’agit surtout de bancs d’essai et de pilotes, afin de voir comment les choses évoluent », explique-t-il. Les entreprises ont actuellement le choix : opter pour la 4G ou pour la 5G pour ces réseaux ? La plupart des entreprises restent encore du côté de la 4G.

Atelier de production

Il ne fait aucun doute que de nombreuses grandes entreprises continuent d’aller de l’avant avec la 5G.

• John Deere investit dans des réseaux 5G privés pour ses usines du Midwest américain, après avoir franchi l’étape supplémentaire consistant à acheter 50 MHz de son propre spectre 3,5 GHz là où ces sites sont implantés et à recruter des spécialistes pour gérer les réseaux. Le fabricant de tracteurs et de moissonneuses-batteuses verts et jaunes emblématiques utilise principalement les réseaux pour suivre les outils et analyser les données issues des lignes de production afin d’améliorer l’assemblage. Prochaine étape : équiper de la 5G des robots capables de travailler aux côtés des humains.
• Mercedes-Benz collabore avec Telefónica Deutschland pour créer un réseau 5G privé destiné à la production automobile dans son usine Factory 56 près de Stuttgart, en Allemagne, où sont fabriquées des berlines de luxe Classe S et des SUV électriques EQC sur un site de production de 215 000 pieds carrés. Elle utilise des réseaux 5G et Wi-Fi pour suivre les véhicules sur la chaîne, tout en affichant les données de production sur les appareils des employés et sur de grands écrans.
• Le géant des services financiers Black Rock s’associe à Verizon pour déployer un réseau 5G privé dans son siège de Hudson Yards, au cœur de Manhattan, afin de tirer parti de débits élevés et d’une faible latence pour les applications mobiles de sa salle des marchés, notamment celles qui utilisent la réalité augmentée/virtuelle.
• Ford équipe l’usine de Dearborn, dans le Michigan, qui fabrique son pick-up électrique F-150 Lightning, d’un réseau 5G afin que les employés de la chaîne de production puissent utiliser des tablettes connectées au réseau cellulaire pour obtenir des informations sur l’approvisionnement en matériaux et l’état des équipements, et scanner avec leur téléphone les composants des camions en cours de production. L’entreprise a également installé un réseau 5G dans son usine de Dunton, au Royaume-Uni afin de gérer les 500 000 points de données par minute générés par les quelque 1 000 soudures nécessaires à la batterie et aux moteurs d’un véhicule électrique.
• L’aéroport de Francfort construit un vaste réseau 5G pour gérer les véhicules autonomes sur les aires de trafic et surveiller les installations aéroportuaires au moyen de robots équipés de caméras et de drones volants.

Un terrain fertile pour la 5G

Les débits élevés de transfert de données de la 5G et sa faible latence aller-retour (chacun au moins cinq fois meilleurs qu’avec la 4G), ainsi que sa capacité annoncée à prendre en charge jusqu’à 1 million d’appareils par kilomètre carré, en font une solution idéale pour les véhicules autonomes dans les usines et les ports, ou pour les processus de production qui répondent immédiatement aux signaux provenant des logiciels.

Harbor Research, cabinet d’études de marché et de conseil basé à Denver, entrevoit des marchés prometteurs pour les réseaux 5G non seulement dans les usines de fabrication lourde, les salles de marché et les ports, mais aussi sur les plateformes pétrolières et gazières, les pipelines, les voitures connectées et la chirurgie robotique. La faible latence de la 5G la rend particulièrement intéressante lorsque des véhicules ou des robots doivent être contrôlés ou pilotés à distance.

De plus en plus d’entreprises commenceront à créer des réseaux 5G privés pour les scénarios où l’explosion des volumes de données sans fil rend trop coûteux le téléversement vers des serveurs via des réseaux publics, déclare Allen Proithis, CEO de GXC, une startup d’Austin, au Texas. GXC, financée par BMW et Intel, déploie des réseaux sans fil pour les entrepôts, les exploitations agricoles et d’autres sites. Certains équipements agricoles sont devenus « comme des serveurs valant plusieurs millions de dollars qui génèrent des données à la périphérie du réseau », note Proithis. Dans les entrepôts, les chariots élévateurs électriques doivent fonctionner dans des environnements où le Wi-Fi a tendance à être défaillant et où le coût de la fibre optique est trop élevé. « C’est là que la 5G commence à briller », explique-t-il.

Cependant, le manque d’appareils compatibles 5G et leur prix élevé par rapport aux équipements de génération précédente ont freiné le développement. « Il y en aura de plus en plus au cours de l’année prochaine pour ces cas à faible latence », déclare Proithis. « Les clients ne veulent pas que ces données se trouvent sur le réseau public. »

Les opérateurs télécoms ont également tout à gagner, car les constructeurs automobiles, les opérateurs portuaires et d’autres entreprises louent de la capacité sur leurs réseaux 5G publics au lieu de créer leurs propres réseaux. Mais les fonctionnalités les plus prometteuses de la 5G, notamment la capacité des opérateurs à proposer à leurs clients professionnels des portions dédiées et sécurisées de leurs réseaux, appelées « slices », dépendent du déploiement par les opérateurs d’équipements 5G non seulement dans le réseau d’accès radio qui connecte les appareils, mais aussi dans le cœur de réseau qui gère les services et les abonnés — une évolution appelée 5G « standalone », encore à ses débuts.

Mode attentiste

La plupart des entreprises adoptent une approche attentiste. « Nous parlons de la 5G depuis cinq à sept ans, mais l’infrastructure n’est pas disponible et le retour sur investissement n’est pas au rendez-vous », déclare Harry Pascarella, analyste chez Harbor. « Cela a entraîné une adoption beaucoup plus lente que prévu. »

Selon Transforma Insights, les modules radio 5G peuvent dépasser 100 $ US l’unité, contre moins de 20 $ pour les radios 4G Long Term Evolution (LTE) et moins de 1 $ pour le Wi-Fi. Un déploiement 5G privé peut coûter jusqu’à 1 million de dollars sur l’ensemble de son cycle de vie, soit le double du montant pour la 4G.

Bon nombre des fonctionnalités IoT et de véhicules connectés mises en avant par Rohde & Schwarz et GXC arrivent tout juste sur le marché avec l’actuelle version 16 de la spécification 5G. D’autres fonctionnalités adaptées aux secteurs d’activité devront attendre les versions ultérieures, notamment un ensemble d’améliorations de la version 18 appelée « 5G Advanced ».

Parmi les entreprises qui ont déployé un réseau mobile privé basé sur la 5G plutôt que sur des technologies cellulaires antérieures, ou qui prévoient de le faire au cours des deux prochaines années, 78 % ont cité une connectivité plus rapide, 68 % une plus grande fiabilité et 56 % la capacité à connecter davantage d’appareils, selon une enquête menée l’an dernier par le cabinet d’études de marché IDC auprès de 415 entreprises.

À la poursuite des oies aux œufs d’or

Les opérateurs télécoms doivent récupérer les centaines de milliards de dollars qu’ils ont dépensés dans le spectre 5G et les mises à niveau réseau en accélérant l’adoption de la 5G industrielle, tout en évitant une répétition de ce qui s’est passé avec la 4G il y a dix ans, lorsqu’ils ont déboursé des sommes importantes pour des licences de spectre et des mises à niveau d’équipement, avant de voir des entreprises comme Netflix, Google et Facebook de Meta en récolter les fruits.

Seulement 40 opérateurs mobiles dans le monde testaient ou déployaient la 5G dans leur réseau cœur public à la fin février, sur 523 opérateurs investissant dans des licences, des déploiements ou des essais 5G, selon un rapport de l’association professionnelle Global Mobile Suppliers Association.

Si les opérateurs télécoms accélèrent l’adoption d’une 5G complète, avec un cœur de réseau de dernière génération pour la gestion des politiques et un réseau d’accès radio connectant les appareils, cela pourrait inciter davantage d’éditeurs de logiciels à développer des applications pour l’industrie. « Personne ne veut investir ni s’engager avant de constater un mouvement de l’autre côté », déclare Andrew De La Torre, vice-président du groupe Oracle Communications. « Le secteur s’inquiète de l’absence du cas d’utilisation de la poule aux œufs d’or. » Avec la 5G, nous cherchons à bâtir un tout nouvel écosystème.

Oracle développe des applications compatibles avec la 5G pour la police et les autres premiers intervenants,

entreprises de construction et d’ingénierie, et restaurants, ainsi que pour la maintenance prédictive des installations d’énergie et d’eau. Elle évalue également les applications de la 5G dans les dispositifs médicaux et la vidéosurveillance des patients. En avril, Oracle a annoncé qu’elle s’associerait à l’entreprise irlandaise Druid Software pour exécuter sa plateforme de création de réseaux 5G privés sur Oracle Cloud Infrastructure. « Il est encore trop tôt pour sonner le glas de la 5G », déclare De La Torre. « Tout le monde se tord les mains en disant qu’il ne se passe rien. » Détendez-vous.

Préparer le terrain pour l’application phare

Selon le cabinet de conseil Deloitte, environ 200 opérateurs mobiles devraient investir dans des essais et des déploiements de réseaux 5G standalone (PDF) d’ici la fin de l’année, soit deux fois plus que l’an dernier.

La version 17 de la spécification 5G, également attendue sur le marché d’ici la fin de l’année, réduira encore davantage la latence des communications, incitant davantage les développeurs à créer des applications IoT compatibles avec la 5G. « C’est à ce moment-là que son adoption par les entreprises commencera vraiment à décoller », déclare Jason Leigh, analyste chez IDC, qui ajoute que le secteur du sans-fil « a besoin d’une application phare qui mette en évidence la différence entre les expériences LTE et 5G ».

La version 18, prévue en 2025, inclura des fonctionnalités 5G Advanced permettant d’économiser de l’énergie et d’améliorer la collecte de données lors de l’exécution d’analyses de machine learning sur les réseaux 5G.

Les spécifications 5G des versions 17 et 18 incluent également une technologie à « capacité réduite » appelée RedCap, qui peut réduire de moitié, voire davantage, le prix des appareils IoT 5G, tout en consommant moins d’énergie et en offrant des débits de données plus rapides que les réseaux de communications mobiles des générations précédentes.

D’ici la fin de la décennie, la prochaine génération de technologie de communications sans fil, la 6G, pourrait faire son apparition, avec la promesse d’une latence quasi nulle. La 6G pourrait permettre aux robots de communiquer entre eux sans intervention humaine, remplacer davantage d’écrans tactiles par la dictée vocale et prendre en charge des dispositifs de santé portables plus sophistiqués qui suivent les signes vitaux.

Meantime, 5G spending is picking up and network performance is improving, encouraging companies staking much of their business on its expansion. “We’re seeing the first networks that are really in operation,” says Rohde & Schwarz’s Müller. “It’s coming slowly, step by step.”

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