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La 5G maximise les performances du FWA

Mark Patrick, Mouser Electronics

Les essais des réseaux de télécommunications 5G en sont déjà à un stade avancé. Cependant, le déploiement complet du réseau 5G nécessite de lourds investissements et devrait pour cette raison s’étendre sur plusieurs années encore, selon les observateurs du secteur. Il appartient dès lors à la communauté internationale des opérateurs mobiles de trouver un juste équilibre entre les besoins d’investissements futurs et les besoins de trésorerie à court terme. L’accès fixe sans fil (FWA) est un service déjà bien implanté, mais que la 5G est sur le point de transformer radicalement. Ainsi, le FWA pourra offrir des niveaux de performances comparables à l’accès large bande par fibre optique. Grâce à ces performances améliorées, mais aussi des coûts de déploiement relativement faibles et ses possibilités d’installation autonome, le FWA 5G ne manque pas d’attraits pour le marché grand public. De nombreux opérateurs ont déjà commencé à déployer les services FWA 5G sur leur marché. Dans cet article, nous examinons plus en détail le FWA 5G.

Qu’est-ce que le FWA ?
Le FWA est un type de connexion à large bande fourni par un équipement se trouvant chez l’abonné (CPE) compatible avec un réseau mobile. Ce CPE peut se présenter en plusieurs formats, en intérieur (installé sur un bureau ou près d’une fenêtre) comme en extérieur (fixé au mur ou sur le toit). On notera que cette définition exclut les solutions mobiles haut débit telles que les connexions fournies par des routeurs et des dongles Wi-Fi portables alimentés par batteries.


La 5G maximise les performances du FWA
Configuration FWA.

Le FWA est un service déjà répandu. L’opérateur EE, par exemple, a lancé un tel service en février 2018 à destination de 58 0000 foyers britanniques ne disposant pas d’un accès fixe convenable. Avec des coûts d’installation estimés à moins de 40 %[footnoteRef:2], le FWA offre un accès large bande abordable et d’autant plus facile à mettre en œuvre que le CPE peut être installé par l’abonné lui-même.

Malgré la commodité de ce service, les débits de téléchargement et la latence du FWA (qui repose actuellement sur la technologie 4G/LTE) sont sans commune mesure avec ceux d’une connexion à large bande par fibre optique. Cependant, grâce à l’amélioration significative des performances du réseau, le FWA basé sur la 5G devrait pouvoir rivaliser avec la fibre, tout en conservant un réel avantage sur le plan de la commodité et du coût.

Le déploiement de la 5G maximise les performances du FWA

Parce qu’elle utilise le spectre haute fréquence (mmWave), la 5G permet au FWA d’atteindre des vitesses de plusieurs GHz. Une latence très faible de 1ms confère au FWA 5G des temps de réponse comparables à ceux des connexions fixes. En effet, les premiers essais sur la 5G ont permis d’atteindre des débits descendants de 10 à 25 Gbps. À titre de comparaison, la vitesse moyenne actuelle du haut débit domestique au Royaume-Uni est d’environ 30 Mbps.

La 5G promet donc d’apporter un changement radical dans nos vies, mais aussi de réaliser des économies substantielles en utilisant de nombreuses et diverses applications existantes – qui restent toutefois à définir. Les opérateurs mobiles chargés de déployer la nouvelle infrastructure de réseau à travers le monde n’en sont pas moins confrontés à plusieurs défis. Bien que les perspectives à long terme laissent présager un bel avenir pour la 5G, elle ne pourra montrer tout son potentiel qu’au prix d’importants investissements, en particulier pour la prise en charge des fréquences mmWave.

Dans le même temps, de nombreux opérateurs en sont encore à déployer la 4G/LTE et ont vu leur revenus s’essouffler, voire décroître, à mesure que les services actuels se banalisent. Cela explique pourquoi certains d’entre eux ne voient pas la rentabilisation de la 5G comme une évidence et préfèrent dès lors accorder la priorité à des investissements rentables à plus court terme.

Dans ce contexte, le FWA 5G constitue un bon compromis pour les opérateurs. L’étude des plans de déploiement à travers le monde montre que bon nombre des réseaux initialement déployés concernent l’option « non autonome » de la 5G (dite 5G NR) préconisée par le 3GPP. Ce format permet de fournir un service 5G dans le spectre inférieur à 6 GHz en tirant parti de l’infrastructure réseau 4G/LTE existante. Il paraît donc évident pour un opérateur ayant investi dans ce type de déploiement d’opter pour la fourniture de FWA reposant sur cette infrastructure, ce qui lui permettrait, par exemple, de proposer un service haut débit à couverture étendue dans les zones rurales.


La 5G maximise les performances du FWA
5G NR non autonome (source : Qualcomm)

À l’inverse, d’autres opérateurs comme Verizon ou AT&T ont choisi de consacrer leurs investissements initiaux dans la 5G à la construction d’une infrastructure mmWave ciblant des marchés lucratifs. Les services FWA s’orientent alors plutôt vers les clients des zones urbaines densément peuplées.

Quelle que soit l’approche choisie, les analystes s’accordent pour dire que les services FWA joueront un rôle primordial dans les plans de lancement de la 5G de la communauté internationale des opérateurs mobiles. La société Ericsson prévoit un triplement du nombre de connexions entre 2019 et 2025, tandis que SNS Telecom prédit que les revenus générés par le FWA à l’échelle mondiale (estimés à 1 milliard de dollars à la fin de 2019) dépasseront les 40 milliards de dollars d’ici 2025, soit un TCAC de 84 % [footnoteRef:3].

Scénarios de déploiement du FWA 5G

Le FWA peut être déployé soit dans la couche de capacité et de couverture du spectre 5G, c’est-à-dire entre 1 GHz et 6 GHz, soit dans la Super Data Layer aux fréquences mmWave supérieures à 28 GHz. Dans les fréquences inférieures à 6GHz, bien que les débits de données soient inférieurs à ceux des fréquences mmWave, la couverture est correcte. Le FWA peut alors s’appuyer sur une infrastructure non autonome.

Les déploiements à des fréquences inférieures à 6 GHz peuvent offrir des vitesses de téléchargement jusqu’à 100 fois plus rapides que le haut débit actuel, ce qui les rend particulièrement attrayants pour les abonnés privés et professionnels qui n’ont pas accès à la fibre. Pour l’opérateur, le FWA sous les 6GHz permet de cibler les abonnés dans des zones éloignées sans devoir construire de cellules de réseau plus petites. De plus, les ondes radio à cette fréquence ont une meilleure capacité de pénétration des bâtiments, ce qui facilite l’utilisation de CPE installés en intérieur. Ainsi, l'équipement peut être expédié à l’utilisateur qui devra l’installer lui-même. Cette démarche permet de réduire les coûts de fourniture de services.

Aux fréquences mmWave de la Super Data Layer, le FWA 5G offre un niveau de performance comparable à la fibre. Grâce aux systèmes d’antennes évolués (AAS) combinés à l’utilisation en masse de techniques MIMO et de formation de faisceaux, les faisceaux étroits qui en résultent peuvent desservir des zones plus densément peuplées sans interférences. Bien que le déploiement du FWA 5G à ce niveau nécessite des investissements pour augmenter la densité du réseau, ce surcoût est compensé par le plus grand nombre de clients potentiels.

En revanche, la mmWave passe plus difficilement à travers les matériaux de construction courants, ce qui signifie que les CPE devront être dotés d’une antenne externe pour atténuer la dégradation du signal. Bien que cette contrainte complique quelque peu le processus d’installation, celle-ci peut encore être assurée par l’abonné dans de nombreux cas. Lorsque cela s’avère impossible, les installations gérées par l’opérateur restent tout de même moins complexes et coûteuses à mettre en œuvre dans les villes et les zones urbaines. Dans tous les cas, cette solution est bien moins chère et plus rapide à mettre en œuvre que l’installation de lignes fixes.

Le déploiement de la 5G exige un écosystème de fournisseurs robuste
Le déploiement mondial de la 5G entraîne une augmentation de la demande pour une large gamme de composants et d’équipements, tels que des connecteurs ou des émetteurs-récepteurs RF sophistiqués capables de fonctionner aux fréquences mmWave. Les normes pour les réseaux 5G de base étant désormais entièrement définies (voir 3GPP version 15), l’écosystème des fournisseurs 5G peut commencer en toute confiance à développer les composants, les systèmes et les sous-systèmes nécessaires au déploiement.

Qorvo se spécialise dans la conception et la fabrication de dispositifs RF spécialisés : circuits intégrés RF, transistors, modules frontaux RF, modules de réception et de transmission et amplificateurs à faible bruit pour alimenter l’infrastructure 5G. Certains produits Qorvo, tels que le module QPF4001 GaN MMIC, sont particulièrement adaptés pour répondre aux contraintes de conception imposées par le niveau de fréquence mmWave de la 5G.

Conclusion
Alors que le déploiement de la 5G est déjà bien engagé, les opérateurs de par le monde sont loin de suivre tous la même stratégie de pénétration du marché. Ils ne pourront en effet tirer bénéfice de la 5G que dans quelques années, lorsque le déploiement sera terminé et au prix de lourds investissements. À eux de trouver un juste équilibre entre ce retour sur investissement à long terme et un flux de trésorerie à court terme. Le FWA 5G est considéré comme un « produit d’appel » pour la 5G, car il offre des performances comparables à la fibre optique tout en étant peu coûteux et facile à installer.

Le déploiement de la 5G s’accélère. Dès lors, les concepteurs d’équipements 5G doivent pouvoir compter sur un écosystème complet permettant une mise sur le marché plus rapide des composants. Dans ce contexte, les distributeurs comme Mouser Electronics ont un rôle essentiel à jouer.

 
Mouser Electronics

Distributeur agréé

www.mouser.com




About Author


La 5G maximise les performances du FWA
Mark Patrick
Technical Marketing Manager EMEA Marketing

As Mouser Electronics’ Technical Marketing Manager for EMEA, Mark Patrick is responsible for the creation and circulation of technical content within the region — content that is key to Mouser’s strategy to support, inform and inspire its engineering audience.

Prior to leading the Technical Marketing team, Patrick was part of the EMEA Supplier Marketing team and played a vital role in establishing and developing relationships with key manufacturing partners.
In addition to a variety of technical and marketing positions, Patrick’s previous roles include eight years at Texas Instruments in Applications Support and Technical Sales.

A “hands-on” engineer at heart, with a passion for vintage synthesizers and motorcycles, he thinks nothing of carrying out repairs on either. Patrick holds a first class Honours Degree in Electronics Engineering from Coventry University.

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