Les autorités publiques et l'industrie des télécommunications ont investi plusieurs milliards d'euros dans la mise à niveau de la connectivité mobile afin de proposer une nouvelle génération de technologie cellulaire : la 5G. Nouvelles applications mobiles, solutions d'usine digitale plus avancées, interventions chirurgicales à distance en temps réel… La 5G offre des possibilités infinies et est capable de prendre en charge de nombreux appareils connectés en un temps record.
« Avec une latence de seulement 10 millisecondes, la 5G est dix fois plus rapide que son prédécesseur, au-dessus des réseaux Wi-Fi domestiques et à égalité avec la plupart des connexions filaires », déclare Ajay Chavali, directeur général d'Accenture Strategy & Consulting. « Capable de prendre en charge 1 million d'appareils sur un kilomètre carré à une vitesse allant jusqu'à 20 gigaoctets par seconde, la 5G offre la première alternative viable aux connexions filaires, tout en étant aussi facile à utiliser et à déployer qu'un réseau sans fil. Cette technologie permettra de transformer la fabrication, le transport, la logistique, l'entreposage, les soins de santé et les services publics, avec l'arrivée de nouveaux produits et services, et ainsi de générer des bénéfices de plusieurs milliers de milliards de dollars dans les années à venir. »
Mais pour concevoir ces applications, les développeurs doivent gérer simultanément un ensemble de contraintes extrêmement complexes. Les chances de réussir du premier coup et de devancer la concurrence sur le marché sont très faibles, à moins que les développeurs n'aient la possibilité de simuler les performances de leurs offres avant de les créer. La solution ? La simulation 3D. Elle permet aux développeurs de tester différentes options, de résoudre des problèmes et de repenser des produits en un temps record et à moindre coût par rapport à des prototypes physiques.
« Il est nécessaire de réunir plusieurs couches de la pile technologique afin de pouvoir commercialiser l'Internet des objets dans le cadre de la 5G », ajoute Sanjay Keswani, directeur principal et collègue de Ajay Chavali chez Accenture Strategy & Consulting. « Il s'agit notamment de capteurs et de composants électroniques, d'appareils et d'équipements de réseau sans fil, de fournisseurs de réseaux et de connectivité, d'intégrateurs de réseaux hétérogènes et basés sur le cloud (IdO), d'acteurs de plates-formes logicielles et de fournisseurs d'applications pour les utilisateurs finaux. L'intégration de ces couches sera complexe et coûteuse. Tout au long de la chaîne de valeur, les différentes parties prenantes devront réaliser des investissements considérables et risquent de rencontrer des difficultés pour aligner leurs propositions de valeur sur ces investissements. »
D'après Sanjay Keswani, cette complexité augmente considérablement le risque d'erreurs de conception, notamment lorsqu'il sera nécessaire de prendre en compte les environnements difficiles dans lesquels la 5G fonctionnera. Les fabricants et fournisseurs OEM devront créer des conceptions capables de résister à toutes les conditions extérieures susceptibles d'affecter et de perturber un signal. Ils devront également respecter des normes réglementaires strictes aussi diverses que variées et ce, pour chaque pays dans lequel ils opèrent.
De plus, ils devront veiller à ce que les coûts restent acceptables. D'après une récente étude d'Infosys auprès de leaders du secteur qui pourraient être des acheteurs potentiels d'applications 5G, 60 % d'entre eux ont déclaré que le coût et l'efficacité étaient les deux principaux critères d'adoption de la 5G pour les particuliers.
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Avec une latence de 10 millisecondes, la 5G est 10 fois plus rapide que son prédécesseur pour le haut de gamme des réseaux Wi-Fi domestiques, et comparable à la plupart des connexions filaires.
SIMULER DES SCÉNARIOS COMPLEXES
Pour relever ces défis, les développeurs doivent proposer des conceptions optimisées et haute performance avec un ratio coût-valeur intéressant. Pour Jay Gillette, ingénieur senior radiofréquence et antennes pour Laird Connectivity, il est essentiel de miser sur des outils de simulation efficaces afin de trouver cet équilibre.
« Il suffit d'une simulation pour les antennes 5G d'aujourd'hui », déclare-t-il. « Pour certaines antennes dont la conception est vraiment simple, il est possible de les optimiser manuellement. Mais je ne pense pas que cela soit faisable pour répondre aux exigences de configuration et de bande passante des antennes modernes. Trouver une solution en laboratoire, c'est faisable, mais celle-ci risque de ne pas être optimale et vous pourrez difficilement prévoir la manière dont elle fonctionnera car les données que vous pouvez générer en laboratoire restent limitées. »
Travailler dans le monde virtuel permet aux ingénieurs d'identifier de nombreux facteurs qui peuvent interférer avec la puissance et la fiabilité d'un signal 5G. Ils peuvent ainsi optimiser la conception en fonction de ces variables. En raison de certains cas d'utilisation délicats envisagés – tels que la chirurgie à distance – les réseaux 5G devront être disponibles et fiables en continu, quelles que soient les conditions météorologiques, dans des environnements complexes (allant des rues en ville aux usines). Il sera beaucoup plus difficile d'atteindre ces objectifs avec de nombreuses petites antennes qui relaient les signaux dans les deux sens qu'avec le petit réseau de tours cellulaires qui devrait voir le jour très prochainement.
« En développant une antenne 5G pour un fabricant OEM, nous nous assurons que notre conception est conforme à leurs exigences », déclare Jay Gillette. « Nous comprenons ceux qui ne souhaitent pas concevoir un prototype complet, compte tenu des coûts et des délais que cela implique, mais aussi du risque que ce produit ne soit pas conforme aux exigences du client. »
Mais grâce à des outils de simulation digitale avancés, les ingénieurs peuvent tester leurs conceptions à l'aide de modèles virtuels capables de reproduire les conditions réelles de déploiement d'un réseau 5G, et ce, en amont avant même qu'ils ne commencent à travailler sur tous les détails.
« Un logiciel de simulation donne une estimation très précise des performances réalisées, vous permettant de savoir où vous en êtes en termes de conformité. Le temps, c'est de l'argent. Ces simulations constituent donc une opportunité incroyable et permettent d'éviter de multiples itérations. Tout le monde a compris que pour être réellement compétitif sur le marché, il était essentiel de miser sur la simulation. »
OBTENIR DES AVANTAGES RAPIDES
Relever ces défis en vaut vraiment la peine, compte tenu de toutes les possibilités que la 5G nous offrira. Les consommateurs pourront bénéficier de vidéos 4K en streaming en toute sérénité et d'une meilleure couverture réseau pour leur smartphone, mais également des avantages de produits et services à venir comme la télémédecine et les véhicules autonomes. Pour les entreprises, les avantages de la 5G permettront à de nombreux secteurs d'améliorer considérablement leur efficacité et leur rendement, et d'apporter de véritables innovations, auparavant inaccessibles.
« Rapide et fiable, la 5G présente des avantages évidents et ce, dans de nombreux domaines », déclare Fawad Noory, directeur associé de l'engagement chez Infosys, société de conseil et de prestation de services informatiques. « À titre d'exemple, la 5G nous permettra de repenser les workflows de fabrication pour plus d'agilité au sein de l'usine digitale de demain. Nous utiliserons également de plus en plus de véhicules autonomes qui proposeront des services tels que les demandes d'inventaire des techniciens ou les mouvements d'équipement lourd. Quant au secteur des services publics, la mise en place de réseaux intelligents et la distribution d'électricité ne cessent de se développer : que ce soit pour la production d'énergie solaire ou les champs éoliens, l'utilisation de la 5G garantira un contrôle optimal, des opérations de support efficaces et une meilleure fiabilité en temps réel. »
Les consommateurs pourront dire merci à la simulation 3D, car c'est grâce à elle que ces différentes avancées pourront voir le jour. Les entreprises capables de maîtriser ces technologies et de mettre rapidement en œuvre la 5G auront un avantage concurrentiel non négligeable. La 5G leur permettra d'acquérir une position de leader sur le marché pour les années et décennies à venir.
