Compétition technologique 5G, ondes millimétriques et sub-6

La bataille pour le déploiement de la technologie 5G est essentiellement une bataille pour les bandes de fréquences. Actuellement, le monde utilise deux bandes de fréquences différentes pour déployer les réseaux 5G : la bande de fréquences comprise entre 30 et 300 GHz, appelée ondes millimétriques, et la bande Sub-6, concentrée dans la bande de fréquences 3-4 GHz.

En raison des caractéristiques physiques des ondes radio, la courte longueur d'onde et le faisceau étroit des ondes millimétriques permettent d'améliorer la résolution du signal, la sécurité de la transmission et la vitesse de transmission, mais la distance de transmission est considérablement réduite.

D'après les tests de couverture 5G de Google, à portée et nombre de stations de base identiques, le réseau 5G déployé avec des ondes millimétriques peut couvrir 11,6 % de la population à un débit de 100 Mbit/s et 3,9 % à un débit de 1 Gbit/s. Un réseau 5G à 6 bandes peut couvrir 57,4 % de la population à 100 Mbit/s et 21,2 % à 1 Gbit/s.

On constate que la couverture des réseaux 5G fonctionnant en Sub-6 est plus de cinq fois supérieure à celle des ondes millimétriques. Par ailleurs, la construction de stations de base à ondes millimétriques nécessite environ 13 millions d'installations sur les poteaux électriques, pour un coût de 400 milliards de dollars, afin de garantir une couverture de 72 % à 100 Mbit/s dans la bande des 28 GHz et d'environ 55 % à 1 Gbit/s. Le Sub-6, quant à lui, ne requiert que l'installation d'une station de base 5G sur l'emplacement de la station de base 4G existante, ce qui permet de réduire considérablement les coûts de déploiement.

Du point de vue de la couverture et du coût en usage commercial, la technologie Sub-6 est supérieure à la technologie mmWave à court terme.

La raison principale est l'abondance des ressources spectrales, la bande passante porteuse pouvant atteindre 400 MHz/800 MHz et le débit de transmission sans fil dépassant 10 Gbit/s. De plus, le faisceau millimétrique étroit offre une excellente directivité et une résolution spatiale extrêmement élevée. Les composants millimétriques sont également plus faciles à miniaturiser que les équipements sub-6 GHz. Enfin, l'intervalle entre les sous-porteuses est important, la période d'un seul SLOT (120 kHz) étant quatre fois plus courte que celle des basses fréquences sub-6 GHz (30 kHz), ce qui réduit le délai d'interface radio. Dans les applications de réseaux privés, les avantages des ondes millimétriques surpassent largement ceux des ondes sub-6 GHz.

À l'heure actuelle, le réseau privé de communication véhicule-sol mis en œuvre par communication à ondes millimétriques dans le secteur du transport ferroviaire peut atteindre un débit de transmission de 2,5 Gbit/s en mode dynamique à haute vitesse, et le délai de transmission peut atteindre 0,2 ms, ce qui représente une très grande valeur pour la promotion des réseaux privés.

Pour les réseaux privés, des scénarios tels que le transport ferroviaire et la surveillance de la sécurité publique peuvent tirer pleinement parti des avantages techniques des ondes millimétriques pour atteindre une véritable vitesse 5G.