Le Mobile World Congress, évènement rassemblant les grands acteurs de la connectivité à travers le monde, a lieu du 26 au 29 février 2024 à Barcelone. Une belle opportunité de mettre en exergue les travaux de Thales Alenia Space concernant la normalisation de la 5G depuis l’espace et de donner un coup de projecteur à cette technologie qui devient plus que jamais réalité.
La 5G, une véritable révolution numérique
La cinquième génération des standards en matière de télécommunications mobiles - 5G – a pour avantage de démultiplier la performance des réseaux de communication 4G en utilisant de nouvelles bandes de fréquences, ouvrant la voie à une nouvelle révolution numérique. Avec la 5G, nous entrons de plain-pied dans l’aire de l’ultra haut débit avec des échanges de données qui peuvent atteindre une vitesse dix fois, voire cent fois, plus rapide que la 4G. Avec une fiabilité accrue et une quasi-instantanéité des transmissions, la 5G contribue à l’apport de connectivité, supportant une grande densité de connexions d’objets en simultanée.
La 5G ouvre aussi un immense champ des possibles, favorisant le développement à très grande échelle de l’Internet des objets (IoT). Les acteurs du B to B vont être les grands bénéficiaires de la 5G. La 5G constitue le socle de la transformation numérique de l’industrie. Nous évoluons vers le remplacement des technologies industrielles basées sur des systèmes dédiés, fermés, et coûteux, par l’IoT industriel, c’est-à-dire des machines connectées, pilotées et supervisées à distance et en temps réel avec un flux descendant et ascendant d’informations, pour lequel le réseau ne sera plus filaire. La 5G s’impose inexorablement comme le système nerveux de l’usine de demain.
La 5G par satellite, un nouveau moyen technologique au service du désenclavement numérique
Les premiers réseaux 5G, introduits en 2019, ont depuis été adoptés par les plus grandes économies à travers le monde. Plus performante que la quatrième génération (4G), la 5G par réseau terrestre est cependant limitée par la nécessité de l’implantation d’antennes relai, dont l’absence laisse parfois des zones géographiques entières sans aucune solution de connectivité. En associant la technologie 5G aux satellites de télécommunication, cette problématique sera résolue : la connectivité mobile sera largement étendue et permettra d’avoir accès au réseau 5G partout sur Terre, venant ainsi compléter les couvertures des réseaux terrestres existants. Les zones blanches, où les réseaux cellulaires terrestres ne sont pas déployés, bénéficieront d’un réseau cellulaire efficace, sans restrictions. Les zones géographiques reculées, les espaces forestiers, les mers et les montagnes pourront être desservis par cette connexion 5G. Le satellite n’offrira pas, dans ces zones, le même niveau de performance que les réseaux d'antennes mais garantira un service de communication mobile minimal.
Plus largement, le réseau satellitaire deviendra une solution de relai dans des cas de panne ou de catastrophes naturelles affectant les infrastructures au sol, garantissant ainsi la continuité des activités. La 5G depuis l’espace pourra également avoir des applications militaires ou gouvernementales en garantissant la continuité et l’intégrité des communications.
Cargos munis de capteurs traversant l’océan ou modems embarqués dans les voitures, le satellite permettra de supporter une grande densité d’objets connectés en simultané. Il constitue un formidable outil pour répondre à l’immense défi posé par l’explosion de l’IoT. Dans un monde aux besoins de télécommunications croissants, la 5G depuis l’espace apparaît comme une nouvelle solution accessible, facilitatrice et fiable, permettant d’assurer une connectivité permanente.
© Thales Alenia Space
Une normalisation initiée par Thales Alenia Space
Les équipes de Thales Alenia Space ont été les premières à initier le concept de 5G satellitaire et à encourager la standardisation de la 5G NTN (Non-Terrestrial Networks). Le projet a convaincu l’ensemble des acteurs de l’écosystème 5G, dont le 3GPP (3rd Generation Partnership Project), l'organisme mondial de normalisation des télécommunications. Les travaux menés par les équipes de Thales Alenia Space ont abouti à la validation d’un standard mondial concernant les réseaux 5G non terrestres pilotés par satellite ainsi qu’à un consensus sur toutes les formes de services. En tant que technologie désormais soutenue par le 3GPP, les réseaux 5G non terrestres peuvent capitaliser sur un large écosystème de produits et de composants standardisés.
Thales Alenia Space a joué un rôle de première importance dans la normalisation de la 5G non terrestre, contribuant par ailleurs à la mise en œuvre de la solution. Nous avons notamment dirigé des études de faisabilité bénéficiant du soutien du CNES et de l’ESA qui ont permis d’établir la viabilité technique du projet. La poursuite de la maturité technique du projet est encouragée par des financements : dans notre rôle d’industriel et de fournisseur d’infrastructures, nous bénéficions du support financier de l’Etat français dans le cadre du projet France 2030.
De nouvelles infrastructures et technologies
La mise en place d’une connectivité 5G depuis l’espace nécessitera la création d’une constellation de satellites en orbite terrestre basse (LEO), à une distance comprise entre 600 et 800km de la Terre. Les satellites seront dotés d’antennes de grande taille afin de garantir des transmissions de bonne qualité. En parallèle, seules quelques dizaines de stations relais au sol seront nécessaires à une couverture mondiale de la 5G satellitaire. Elles permettront d’optimiser la performance des liaisons entre les téléphones et le satellite pour fournir le service le plus fluide possible. L’opérateur satellite pourra mutualiser auprès des opérateurs téléphoniques de chaque pays couvert par la constellation et leur proposer ses services d’extension de couverture 5G non terrestre.
Des premiers tests au sol, aux résultats prometteurs, ont été effectués. Les premiers vols en conditions réelles sont quant à eux envisagés pour 2025. Plusieurs satellites seront ainsi testés en vol, dans le but de vérifier la viabilité des connexions.
La constellation de satellites proposant une connectivité 5G est pensée pour s’inscrire de manière durable sur le marché satellitaire : des solutions d’adaptation aux futures technologies et mises à jour sont étudiées. La flexibilité ainsi obtenue permettra d’intégrer progressivement les innovations liées aux futures générations de connectivité, la 6G par exemple.
Le groupe Thales : au cœur de l’écosystème 5G
Thales est partie prenante de l’écosystème 5G, notamment avec Thales SIX GTS, qui travaille sur l’utilisation de la technologie 5G pour les segments militaires. De plus, Thales DIS (Digital Identity and Security) intervient sur le support aux opérateurs mobiles en matière de sécurisation des réseaux, aujourd’hui considéré comme un enjeu majeur, et d’enrôlement des téléphones sur le réseau en 5G.
Thales est désormais un acteur incontournable de la 5G, qu’elle soit terrestre ou satellitaire.
Aujourd’hui, Thales Alenia Space est en discussion avec des opérateurs de satellites qui ont la capacité de développer le système de 5G satellitaire. Les premiers smartphones directement connectés à la 5G par satellite sont très attendus, avec un réseau qui devrait être opérationnel dès la fin de l’année 2027. Les technologies, d’ores et déjà existantes, sont amenées à être intégrées à l’ensemble des prochaines générations de téléphones afin d’adapter le marché à la 5G par satellite.