4G, 5G, objets et voitures connectés : la guerre des fréquences

Faire consensus... autant que possible 21
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Téléphonie ANALYSE
Sébastien Gavois

L'utilisation des fréquences pour la téléphonie mobile, la télévision, la 4G/5G et l'internet des objets est un sujet très sensible. Plus de 160 pays se sont récemment réunis pour décider la manière dont seraient gérées les différentes bandes de fréquences. Afin de faire le point, l'ANFR organisait une conférence ce matin, dont voici le compte rendu.

Ce matin, l'ANFR organisait son troisième cycle de conférences sur le thème du spectre et de l'innovation. Un sujet d'actualité alors que la bande de 700 MHz vient d'être attribuée aux opérateurs mobiles français et que la conférence mondiale des radiocommunications (CMR) s'est terminée il y a moins de deux semaines.

Ce rendez-vous important n'a lieu qu'une fois tous les quatre ou cinq ans et, cette année, il a réuni des représentants de 162 pays pour un total d'environ 3 300 délégués, dont une centaine rien que pour la France. De nombreux intervenants étaient présents pour faire le point.

Une dynamique et une harmonisation européennes

En début de journée, Axelle Lemaire est montée sur scène pour expliquer qu'il fallait « renouveler notre politique de gestion des fréquences » et que cela devait « s'inscrire dans une dynamique européenne ». Plus tard, Anthony Whelan, membre de la Commission européenne, tenait à peu près le même discours.

Il expliquait en effet que « la gestion du spectre est fragmentée en 28 États membres », que cela restera probablement encore longtemps le cas, mais qu'il faut faire avec et voir « comment on peut promouvoir un déploiement rapide et efficace des réseaux mobiles sans fil à travers l'Europe », ce qui serait la base indispensable de toute l'économie numérique.

Il milite ainsi pour une « harmonisation des conditions techniques et du moment où les fréquences sont assignées » par les régulateurs aux opérateurs. On imagine bien que cela pourrait être une mission du BEREC (le groupement européen des régulateurs), un organisme dans lequel l'ARCEP et son président aimeraient justement s'investir davantage.

Si l'allocation des fréquences est pour le moment gérée au niveau européen, ce n'est pas le cas de la coordination, de l'assignation et de la mise en œuvre, souligne le commissaire. Or, cela permettrait non seulement aux différents États membres d'avancer plus rapidement dans le même sens, mais cela apporterait également « une plus grande certitude juridique » et attirerait probablement de nouveaux capitaux.

Consensus autour de la répartition des fréquences

Cette dynamique ne devrait d'ailleurs pas s'arrêter aux frontières du vieux continent. Elle devrait être mondiale, selon François Rancy (directeur du bureau des radiocommunications, UIT) qui était à la CMR 2015 pour trouver des accords sur l'usage du spectre. Il explique que les discussions sont généralement longues, car les décisions doivent aboutir « par consensus, c'est-à-dire sans aucun vote » et qu'il « suffit qu'un seul pays ait un problème pour qu'on cherche une solution ».

Bien évidemment tout cela n'a pas été simple à mettre en œuvre et deux axes de tensions sont remontés à la surface. Il faut tout d'abord trouver un équilibre entre les investissements déjà effectués et ceux sur les nouveaux systèmes qui arriveront, une « confrontation entre l'ancien et le moderne » explique François Rancy. De plus, le moderne d'aujourd'hui sera l'ancien dans quelques années, pas simple donc.

La position de l'Europe après le CMR 2015 va dans le même sens : elle « n'a certainement pas obtenu tous les objectifs qu'elle s'était fixée, explique Anthony Whelan, mais elle a quand même sécurisé certains très importants ». Bref, le mot d'ordre est bien consensus.

Trois bandes harmonisées au niveau mondial : 700, 1 500 et 3 400/3 500 MHz

Le second point de tension durant la conférence concerne l'« harmonisation des fréquences » qui est « un objectif prioritaire », indique François Rancy. La bonne nouvelle pour la téléphonie mobile, c'est que trois bandes ont ainsi été libérées quasi mondialement : les 700 MHz (annoncés à la CMR de 2007, mais confirmée pendant celle de 2009) ainsi que les bandes L (1,5 GHz) et C (3,4 à 3,6 GHz). Pour rappel, l'ARCEP avait déjà préparé ce terrain dans sa consultation publique sur la mise à disposition des 700 MHz (voir notre analyse). 

Dans le même temps, le directeur du bureau des radiocommunications ajoute que l'avenir de la radiodiffusion en dessous de 700 MHz et du satellite au-dessus de 3,6 GHz « est assuré pour une période de temps considérable », ce qui semble bien convenir à Nicolas Curien, membre du CSA. Il ajoute néanmoins être « conscient que dans 10 ans, la pression sera très forte pour un basculement des fréquences vers les télécoms ».

TDF ne veut rien lâcher sur les 500 et 600 MHz

Certains acteurs de la télévision rappellent par contre que la bascule vers le MPEG-4 pour libérer des fréquences dans les 700 MHz va devoir se faire dans un délai très court : dans la nuit du 4 au 5 avril 2016, et qu'un étalement plus long aurait été préférable. Un point qui avait d'ailleurs poussé le CSA à émettre des réserves (voir notre analyse) sur le projet de déploiement du mobile dans la bande des 700 MHz.

Afin d'enfoncer le clou, un des intervenants profitera d'une des tables rondes pour lâcher la demande suivante : « ne revivons pas, par pitié, sur les 500 et 600 MHz ce qu'on a vécu sur les 700 MHz ». Olivier Huart, PDG de TDF, profite également pour expliquer que « la question de la bande des 500 et 600 MHz, c'est la vie et la mort de la TNT ». À plusieurs reprises, il ajoute d'ailleurs que « pas d'UHF, pas de TNT ; pas de TNT, pas de télévision dans les campagnes et pas de financement du cinéma ».

Ce n'était d'ailleurs pas le seul grief du jour. Daniela Genta, vice-président en charge des affaires publiques sur la radio chez Airbus, explique que le satellite ne dispose que de 3 % du spectre et n'a aucune allocation entre 1 et 10 GHz. « Je ne dirais pas que le satellite est un gagnant » lâche-t-elle à l'assemblée, avant de terminer son intervention par une conclusion cinglante : « Quand le mobile arrive, il pousse tout le monde dehors ». Le consensus prend un peu de plomb dans l'aile.

Facebook et Google entreront dans la danse à la CMR 2019

À peine la conférence mondiale des radiocommunications de 2015 terminée, les premiers enjeux de l'édition 2019 commencent déjà à émerger. Les débats promettent d'être houleux, car de nouveaux acteurs de poids sont intéressés par une même bande de fréquences. 

Les IMT (International Mobile Telecommunications), les plateformes à haute altitude telles que les ballons de Google (projet Loon) et les drones de Facebook, ainsi que des services de satellites non géostationnaires seront ainsi en concurrence. François Rancy explique qu'il y aura « un choix à faire entre ces trois entrants, qui sont probablement incompatibles entre eux ». 2019 sera également l'occasion de parler activement de la 5G.

Loon

La multiplication des réseaux : de l'IoT à la 5G

Après cette entrée en matière sur les problématiques de la gestion des fréquences, la première table ronde s'est ouverte avec deux principaux sujets : la 5G justement et l'internet des objets connectés. Il est d'ailleurs intéressant de remarquer qu'il s'agit de deux orientations différentes, même si les deux technologies peuvent accueillir un nombre très important de machines : l'un mise sur le débit, contre l'autonomie pour la seconde

Le commissaire européen Anthony Whelan explique que la mise en place de la 5G pourrait poser des problèmes à l'avenir car il nécessitera de déployer « un réseau qui sera beaucoup plus difficile pour certains de nos opérateurs », sans vraiment donner plus de détails malheureusement.

Du côté de l'IoT, il faudra pouvoir prendre en charge plusieurs dizaines, centaines, voire milliers de milliards d'objets dans les prochaines années (cela dépend en fait des analyses). Pour que cela fonctionne, il faudra que la connexion au réseau soit très simple et peu chère.

Durant cette table ronde, un des acteurs du marché explique qu'il « faut une fréquence, peut-être deux au niveau mondial », ce qui permettra à un objet d'être connecté n'importe où dans le monde, mais aussi de proposer des modems complets pour un coût réduit (il est question de moins de 5 dollars). Problème pour un autre expert, il y a actuellement « plusieurs dizaines de normes sur l'internet des objets » et divers réseaux comme LoRa, Sigfox et Qowisio.

Du côté de l'Europe, toutes les pistes restent ouvertes, car « il y a aura différents besoins de fréquences basses, de fréquences hautes, certaines fréquences sans licences, d'autres partagées » explique Anthony Whelan. Néanmoins, la commission s'intéresse de près à ce sujet et pourrait recadrer les choses si besoin.

Dans tous les cas, il faut conserver une large mixité des réseaux afin que chaque acteur puisse trouver la solution qui lui convienne le mieux. Durant la table ronde, un chiffre a été annoncé : « faire passer toutes les chaines de TV demanderait [une bande passante] de 100 000 petabytes [...] soit un quadruplement de tout le trafic internet fixe et mobile ». Cela aurait un coût important estimé à 2 milliards d'euros, soit « dix fois plus cher que ce que ça coûte en diffusion hertzienne ».

Et si on voyageait jusqu'en 2040 ? 

Nicolas Curien, membre du conseil du CSA, tente une vision à plus long terme avec une projection 25 ans en avant. « À l'horizon 2040 se profile la révolution de l'intelligence artificielle, qui fait que nous vivrons avec des robots [...] Bientôt nous aurons des robots de compagnie ou d'assistance. Il va falloir qu'ils aient des yeux électroniques et donc des fréquences derrière pour dialoguer avec les objets. »

Un moyen de présenter ce que pourrait être l'avenir et pourquoi il faut connecter tous les objets entre eux. Quelle que soit l'utilisation qui en sera faite, il faudra des fréquences pour que les réseaux soient capables d'absorber toutes ces connexions en même temps.

Quid de la neutralité des objets connectés ?

Pour finir cette première table ronde, une question est posée : quid de la neutralité, non plus du Net, mais des objets connectés ? Faut-il (et si oui comment) définir des priorités entre une bouteille d'eau, une table, une voiture, une climatisation et un appareil médical connecté par exemple ? 

Philippe Distler, membre du collège de l'ARCEP explique que « bien évidemment, il faudra trouver les mécanismes techniques qui permettent de garantir la qualité de service des différents flux », avant d'ajouter que « tout est une question de proportionnalité ». Une chose est sûre, cela promet de longs débats, comme cela avait été le cas pour la neutralité du Net au niveau européen.

Les transports connectés du futur : drone, voiture, avion, etc.

Après l'Internet des objets et la 5G, une seconde table ronde avait pour thème les enjeux et les besoins en matière de spectre pour les transports du futur, un vaste sujet qui touche à peu près tous les moyens de locomotion actuellement disponibles.

Un des points auquel on ne pense pas forcément en premier c'est l'arrêt du réseau 2G qui pourrait intervenir en 2025 selon un des participants. Or, le réseau ferroviaire utilise encore exclusivement cette technologie, car, même aujourd'hui, elle est parfaitement adaptée à ses besoins (pour la gestion des machines, pas des usagers évidemment). Il faudra donc que la bascule soit préparée en amont vers une autre norme... mais laquelle ? La 5G sera-t-elle suffisamment implantée et fiable ? La question reste ouverte. Dans tous les cas, pour Cécile Dubarry, chef du service numérique de la DGE, « le monde ferroviaire n'a pas très bien anticipé le développement du GSM ».

Cette dernière évoque également le cas des avions. Elle explique ainsi que suite à l'accident du vol MH370 beaucoup ont découvert que les opérations de décollage et d'atterrissage étaient parfaitement bien suivies, mais que ce n'était pas le cas durant le reste du vol. 

Moins d'un an plus tard, une bande de fréquence avait été identifiée afin de permettre de suivre les avions en temps réel via des satellites. Et depuis, « des obligations mises en place par "l'UIT des avions" qui a obligé tous les aéronefs à embarquer un système » de localisation. Tout cela pour expliquer que lorsqu'il y a besoin de fréquences il est possible d'en trouver, mais sans préciser si elles avaient été réquisitionnées ailleurs.

Yannick Levy, vice-président de Parrot, revient ensuite sur la rareté des fréquences disponibles, un problème avec lequel il doit jongler pour la gestion des drones. Actuellement c'est principalement du Wi-Fi qui est utilisé, avec une portée pouvant atteindre 2 km. La suite pourrait être de passer par la 4G, mais se pose alors la question des zones blanches et de la multitude de fréquences (et donc du modem à adapter) suivant les opérateurs et les pays. Des réseaux bas débits type LoRa et Sigfox pourraient être utilisés pour piloter le drone, mais certainement pas pour récupérer de la vidéo en temps réel.

Drone
Crédits : mailfor/iStock/Thinkstock

Et si on partageait les fréquences ? 

Il propose alors de mettre en place d'un système d'« allocation dynamique » : on utilise la fréquence quand on a besoin, et on restitue juste après. Reste à voir comment cela pourrait se traduire dans la pratique. Dans tous les cas, la question va rapidement devenir importante, car, selon l'Idate, le « marché des drones va quintupler entre 2015 et 2020 » pour atteindre 10 milliards d'euros en 2020.

Mais il ne s'agit là que d'un exemple parmi d'autres et les voitures connectées vont également avoir de gros besoins en bandes de fréquences, d'autant plus que ce genre de véhicule dépasse largement les frontières : il faut donc une uniformisation pour que cela fonctionne correctement. Justement, durant la CMR 2015 les premiers jalons pour une bande de fréquence dédiée ont été posés, et cela devrait se concrétiser en 2019.

Anthony Vouillon de Renault rappelle que « les systèmes des véhicules autonomes et connectés doivent être extrêmement sécurisés », car « si on peut prendre la main à distance, on peut avoir des choses assez rigolotes »... Pas sûr que les propriétaires de voitures rigolent beaucoup. Dans tous les cas, il y a eu plusieurs annonces de piratage de voitures au cours des derniers mois, ce qui ne rassure pas forcément pour la suite.

D'ici 2017-2018, Renault compte mener une expérimentation grandeur nature : 3 000 voitures connectées seront vendues à « de vraies personnes » qui pourront les tester en situation. Et il ne faut pas trainer car pour Anthony Vouillon, «  notre concurrent devient les GAFA », comme Google qui dispose déjà de voitures autonomes. 

Transport, télévision et mobilité : trois postes qui se partagent les fréquences

Et il reste encore de nombreuses pistes à explorer, comme un convoi électronique de camions piloté par une seule personne. Bref, « le transport passe à la numérisation » résume Roger Pagny, chef de mission Galileo, mais il n'est pas le seul.

Tout cela nécessitera de la bande passante, beaucoup de bande passante et une harmonisation pour que l'ensemble puisse fonctionner au niveau mondial. C'est tout l'intérêt de la conférence mondiale des radiocommunications qui a fermé ses portes il y a quelques jours et dont l'édition 2019 est attendue avec impatience par certains. Des entreprises attendent en effet que des fréquences soient « sacralisées » avant de lancer leur projet, car il serait impossible de faire machine arrière et d'utiliser une nouvelle bande de fréquence en cas de revirement.


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