La 6G promet de fusionner les mondes humains et numérique

Alors que le déploie­ment de la 5G n’en est qu’à ses débuts, les centres de recherche et les opé­ra­teurs s’activent déjà autour de la 6G. Cette tech­no­lo­gie ver­rait le jour autour de 2030. Pour quelles appli­ca­tions et quels béné­fices ? Quels défis fau­dra-t-il rele­ver ?

La tech­no­lo­gie de réseau 5G, dite de très haut débit mobile, a été lan­cée en France en novembre 2020. Pro­gres­si­ve­ment déployée sur le ter­ri­toire, elle ne le sera plei­ne­ment que d’ici à 2030. Fin sep­tembre 2021, l’Arcep (Auto­ri­té de régu­la­tion des com­mu­ni­ca­tions élec­tro­niques, des postes et de la dis­tri­bu­tion de la presse) réper­to­riait quelques 22 600 antennes ins­tal­lées par les quatre opé­ra­teurs que sont Bouygues Tele­com, Free Mobile, Orange et SFR. Ces sites émettent dans les trois bandes de fré­quences de la 5G (700 – 800 MHz ; 1,8 – 2,1 GHz et 3,5 GHz). Les auto­routes et les routes prin­ci­pales devraient être res­pec­ti­ve­ment cou­vertes en 2025 et en 2027.

Les prin­ci­paux équi­pe­men­tiers de com­mu­ni­ca­tions mobiles et les centres de recherche spé­cia­li­sés n’ont pas atten­du pour déve­lop­per les tech­no­lo­gies des pro­chaines géné­ra­tions. S’il faut une décen­nie pour déployer com­plè­te­ment une tech­no­lo­gie, il en faut au moins autant pour la déve­lop­per et la nor­ma­li­ser afin qu’elle soit prête à être com­mer­cia­li­sée. Ce qui explique que les tra­vaux de R&D sur la 6G ont démar­ré avant même que la 5G ne soit lancée.

Dans ses trois bandes de fré­quences, le réseau mobile 5G affiche déjà des débits 10 fois supé­rieurs à ceux de la 4G. La 6G joue la sur­en­chère et devrait offrir des débits 100 fois supé­rieurs à ceux de la 5G, et ce grâce à l’utilisation d’ondes téra­hertz. En effet, les fré­quences attri­buées à la 6G sont com­prises entre 100 GHz et 30 THz.

Ces très hautes fré­quences posent tou­te­fois quelques pro­blèmes que les labo­ra­toires de recherche tentent actuel­le­ment de résoudre. En télé­com­mu­ni­ca­tions, plus la fré­quence est basse, plus elle porte loin et moins le débit est éle­vé. Une fré­quence plus haute porte moins loin, mais avec un meilleur débit. Il faut donc ampli­fier la puis­sance de la 6G pour amé­lio­rer ses per­for­mances sur la dis­tance tout en main­te­nant un fort débit.

À l’été 2021, l’entreprise sud-coréenne LG et l’institut de recherche alle­mand Fraun­ho­fer ont réa­li­sé un test et réus­si à trans­fé­rer des don­nées sur une dis­tance de 100 mètres. Le pré­cé­dent essai avait été réa­li­sé quelques semaines plus tôt par un autre Coréen, Sam­sung, sur une dis­tance d’une quin­zaine de mètres.

Les très hautes fré­quences posent une autre dif­fi­cul­té, celle de l’emplacement des antennes. Pour que la per­for­mance et les débits atten­dus de la 6G soient au ren­dez-vous, les antennes devraient être espa­cées d’une cen­taine de mètres. Si cela ne pose pas de pro­blème de fai­sa­bi­li­té tech­nique en milieu urbain — outre l’acceptabilité par le public —, le maillage du réseau devient plus dif­fi­cile à assu­rer en milieu rural. C’est pour­quoi les opé­ra­teurs déve­loppent d’ores et déjà des solu­tions alter­na­tives, notam­ment les HAPS (High Alti­tude Plat­form Sta­tion). En jan­vier 2022, Air­bus a annon­cé étu­dier en par­te­na­riat avec NTT, DoCo­Mo et Sky la fai­sa­bi­li­té de pla­te­formes satel­lites qui four­ni­raient des ser­vices de connec­ti­vi­té sans fil aux zones mal cou­vertes par les tech­no­lo­gies mobiles telles que les océans, l’espace aérien et les zones iso­lées ou frap­pées par une catas­trophe naturelle.

Après la voix (2G), le texte et les SMS (3G), les don­nées et les apps (4G), l’Internet des objets et l’auto­ma­ti­sa­tion indus­trielle (5G), la 6G entend ouvrir un champ d’applications nou­velles. En inté­grant les mondes phy­siques et numé­riques et en asso­ciant l’imagerie, la loca­li­sa­tion et l’intelligence arti­fi­cielle, ces appli­ca­tions per­met­tront une immer­sion com­plète dans l’espace numé­rique pour des expé­riences de com­mu­ni­ca­tion, d’interaction et de col­la­bo­ra­tion en réa­li­té vir­tuelle, mais aus­si de la télé-chi­rur­gie en temps réel, du strea­ming de vidéos en 16K, des véhi­cules auto­nomes et des jumeaux numériques.

Selon Nokia¹, la 6G pro­fi­te­ra des avan­cées de six tech­no­lo­gies clés. Les pro­grès accom­plis en intel­li­gence arti­fi­cielle et machine lear­ning (IA/ML) amé­lio­re­ront la com­mu­ni­ca­tion entre deux ter­mi­naux. Grâce au spectre de fré­quences téra­hertz qui lui sont allouées, la 6G offri­ra des débits jusqu’à 100 fois supé­rieurs à ceux de la 5 G. Le réseau sera « sen­sible » à l’environnement, aux objets et aux per­sonnes, ce qui lui per­met­tra de loca­li­ser, mais aus­si de mesu­rer dif­fé­rents para­mètres (vitesse, tem­pé­ra­ture). La faible latence de la 6G (de l’ordre de la micro­se­conde vs la mil­li­se­conde pour la 5G) ren­dra pos­sible une connec­ti­vi­té fiable pour des appli­ca­tions en temps réel comme les véhi­cules auto­nomes ou la visio­con­fé­rence. Grâce à cette connec­ti­vi­té, de nou­velles archi­tec­tures réseaux se sub­sti­tue­ront aux réseaux filaires et faci­li­te­ront le déploie­ment de réseaux per­son­na­li­sés et auto­ma­ti­sés. Enfin, la 6G sera conçue en « secu­ri­ty by desi­gn » et inté­gre­ra des fonc­tions de sécu­ri­té avan­cées dès sa conception.

Les avan­cées tech­no­lo­giques per­mises par la 6G vont conduire à des inno­va­tions de rup­ture dans plu­sieurs domaines, notam­ment le véhi­cule auto­nome, l’industrie 4.0 et la télé­mé­de­cine ou la san­té. Cela va se tra­duire par des oppor­tu­ni­tés éco­no­miques tan­gibles. Dans une récente décla­ra­tion, la tech­no­pole de Lan­nion (Bre­tagne) estime que la mon­tée en puis­sance de « la 5G pour­rait repré­sen­ter 20 000 nou­veaux emplois et 15 mil­liards d’euros d’ici 2025 ». Ces chiffres laissent augu­rer d’un impact non négli­geable de la 6G.

Tou­te­fois, il reste plu­sieurs défis à rele­ver. La ques­tion de la stan­dar­di­sa­tion de la tech­no­lo­gie 6G à l’échelle mon­diale sou­lève des ques­tions de sou­ve­rai­ne­té et de sécu­ri­té. De plus, il y a fort à parier que la ques­tion de l’acceptation par le public se pose­ra à nou­veau, à l’instar des débats sur les risques sani­taires et la réelle néces­si­té d’une telle tech­no­lo­gie qui ont accom­pa­gné le lan­ce­ment de la 5G.