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5G, industrie4.0 et techno, partie 2 !

Cet article sur la technologie de la 5G est la suite de la Partie 1 !

Go, go, Industrie 4.0 !

Nous avons fait un focus sur la question de l’appropriation par le grand public de la technologie 5G et nous voyons donc que plusieurs questions se posent. L’objet de cet article n’est pas de trancher, mais force est de constater qu’un peu plus d’avantages appuyés seraient intéressants pour promouvoir plus facilement la techno.
C’est ainsi que je vais mener la transition vers les besoins des clients industriels. Et notamment les avantages qu’apporte la 5G dans le cadre de l’industrie 4.0 ou l’usine du futur, dans laquelle le numérique joue un rôle prépondérant.

Illustration de la révolution industrielle
La révolution industrielle

 

Une techno utile ?

Il me semble qu’il faut percer rapidement l’abcès de l’utilité présumée de la techno.

Lors de ma visite sur le salon Sido j’ai demandé à tous les industriels ce qu’ils pensaient de la 5G dans leur business model. Si la techno leur semblait être un axe de croissance pour le futur. La réponse n’est pas simple.

Les industriels ne sont pas convaincu par la 5G, pour le moment.

Dans le cas de capteurs installés sur des installations lointaines, comme les éoliennes, il faut une grande autonomie, et une bonne couverture réseau. Ce sont d’autres types de réseaux qui seront utilisés. Enfin pour nos machines industrielles, l’avènement du “tout sans fil” est pour l’instant un fantasme, car il nous faudra toujours apporter de l’énergie. Donc les gains en câblage ne sont pas évidents et les technos actuelles permettent déjà de faire beaucoup de choses. Le WiFi ou la 4G avec des cartes passerelles permettant de passer le bus de terrain classique en “sans fil” par exemple.

Voilà l’abcès crevé, voyons maintenant tout le potentiel de la techno et les cas d’usages que nous pouvons envisager dans l’industrie.

Un standard pour leur parler à tous, les connecter, et dans le réseau les lier…

plus de baie de brassage
La fin des baies de brassage

L’un des mots clef de l’industrie 4.0 est l’IoT, l’internet of things.
Le fait de pouvoir connecter absolument tous les composants qui ont besoin d’accès à internet va apporter une révolution dans la manière de concevoir les réseaux en entreprise.

Pour peu que la couverture soit correcte, on peut imaginer que l’on n’ait plus besoin de construire de réseau physique dans les bâtiments. Plus de besoin de WiFi, plus besoin de tirer les câbles, plus besoin de box, de switch, de serveur, de prises RJ45. Et donc par conséquence cela va réduire les coûts à la construction, permettre la rénovation de bâtiments anciens plus facilement, réduire le besoin de maintenance des installations, moins de personnel et moins de consommation énergétique, moins de charges, etc.

Il s’agit d’un network as a service. Bien sûr cela nécessite de renouveler les terminaux, ce que font les entreprises généralement tous les 3 ans. Les équipements devront être 5G compatibles, soit avec emplacement de carte SIM soit avec SIM virtuelle. Par équipement on entend bien sur les ordinateurs, les imprimantes, mais aussi tous les équipements que l’on ne renouvelle pas, et pour lesquels il faudra fournir une passerelle 5G, systèmes d’alarme connecté, automates et contrôleurs, systèmes d’accès aux bâtiments etc…

Slicing ou ébullition …

Les gains en infrastructure sont évidents, mais nous aurons aussi des gains en sécurité, du moins si l’on met de coté le DOS, c’est à dire le déni de service. Les ondes 5G pouvant être brouillées par conception.
Dans nos bâtiments industriels nous avons souvent plusieurs réseaux, cela pour gérer la sécurité et permettre des accès différenciés aux différentes ressources de l’entreprise, clients, internes, prestataires, services etc…
Un avantage majeur des réseaux 5G sera la possibilité de créer des “bulles” ou “slices” à la volée. Il s’agit de réseaux privés 5G sécurisés. On peut donc imaginer un réseau privé à l’échelle d’une entreprise, d’un hôpital, d’une zone portuaire, ou même d’un bout de salle, etc… Les différents réseaux pourront cohabiter pour offrir différents niveaux de services.

N’oublions pas cependant que tout le trafic réseau passera par l’opérateur, ce qui implique une confiance dans ce tiers. Confiance que nous accordons déjà lorsque nous travaillons sur des solutions cloud, Office 365 par exemple. Pour certaines industries cependant, ce tiers sera de trop, et l’on imagine dans les domaines liés à la défense, que cette solution ne sera par adoptée massivement.
La possibilité de créer des slices de réseau n’est pas encore disponible, elle ne le sera que vers 2022/2023. Elle est en revanche en phase de test, ce que l’on peut voir sur le tableau de bord des expérimentations 5G en France.

IPv6 =/= IPv4

D’un point de vue technique la 5G va aussi permettre la mise en place massive des architectures IPv6. Il s’agit d’un standard qui existe depuis plusieurs année et qui a été développé pour apporter une solution à la pénurie d’adresses IPv4. Dans le cadre d’une connexion massive d’équipements, il est évident que l’on a besoin d’avoir _beaucoup_ plus d’adresses.

L’enjeu majeur avec IPv6 est la sécurité, en effet par construction, les équipements seront directement accessibles depuis l’internet. D’où la nécessité de réseaux privés sécurisés, dans lesquels le quidam ne puisse pas entrer. Si cela est une réponse à la question de la sécurité pour les entreprises, notons que pour les particuliers, le problèmes reste entier. Demain, si tous nos équipements répondent en IPv6 sur le web, la box, la TV, la console, les ampoules, le thermostat, le babyphone, etc…, la sécurisation de nos réseaux, déjà extrêmement lacunaire, sera d’autant plus difficile à garantir.

ifconfig sur IPv6

IT et OT cohabitent, mais douloureusement.

Pour revenir à la question de l’IoT, précisons un peut de vocabulaire :
Connaissez vous la différence entre l’IT et l’OT ? De quoi parle t’on ?
Dans les deux cas on parle de réseaux. Pour l’OT il s’agit de l’automatisation des systèmes de production. Trivialement, du monde des automaticiens, par opposition au monde des informaticiens, coté IT. Les systèmes IoT de leur coté sont contrôlés par l’IT.
La majeure différence en IT et OT concerne la standardisation. Alors que l’IT est basé sur le standard IP, on trouve coté OT encore beaucoup de standard différents qui empêchent une inter-compatibilité simple des systèmes. Ainsi lorsque l’on souhaite sortir de l’OT pour aller vers l’IT, pour remonter par exemple de la data vers le cloud, il n’est pas rare d’avoir recours à des passerelles, pudiquement appelées “IoT Gateway”.

Il y a le choix !

L’arrivée de la 5G va permettre une accélération de la standardisation entre le monde IT et OT. Et vraisemblablement à terme l’OT disparaitra lorsque l’on sera capable de gérer le temps réel par les ondes. Les potentiels d’économie sont gigantesques pour les utilisateurs de systèmes automatisés. Ils n’auront alors plus à faire le choix entre un standard ou un autre lors de l’acquisition du matériel. Il ne seront plus non plus prisonniers de standard propriétaires les forçant, pour des questions de compatibilité et de formation de personnel, à rester sur des choix historiques.

La 5G ne résout pas toutes les problématiques.

En effet, nous avons commencé à le voir plus haut pour les éoliennes. Souvent placées au milieu des champs et non des villes, la principale difficulté pour remonter de l’information est la couverture réseau. Ainsi les capteurs embarqués doivent communiquer via des réseaux de longue portée. De même il n’est parfois pas possible d’apporter de l’énergie, ou bien de venir changer des batteries. Par exemple pour les capteurs sur des ouvrages d’art, pour suivre les déplacements de la faune, dans l’agriculture, etc… Dans ce cas il faut trouver un dispositif faiblement consommateur de ressources.
Il existe plusieurs concurrents à la 5G qui permettent cela et qui sont déjà utilisés en production.

Citons par exemple le réseau LoRaWan, qui permet la communication bas débit, par radio. Il s’agit d’une technologie Française. Un autre acteur est l’opérateur télécom Français Sigfox  exclusivement orienté pour l’internet des objets et qui déploie la technologie radio à bandes ultra courtes (UNB Ultra Narrow Band). Elle fait partie des technologies LPWAN (Liaisons sans fil à faible consommation énergétique), dont fait partie aussi le Z-Wave, le Enocean ou ZigBee pour ceux qui font de la domotique.

L’un des désagréments majeurs des ces réseaux, outre le fait qu’ils soient bas débit, par construction, est que ceci rend les dispositifs IoT difficiles à mettre à jour. Étant donné le risque de piratage omniprésent aujourd’hui, c’est une lacune importante.
Bien sûr le panorama des réseaux concurrents à la 5G ne serait pas complet sans parler de la 4G. Elle a pour elle d’être déjà bien implantée. Le but ici n’est pas de continuer à alimenter le débat sur le besoin ou non du passage à la 5G. Mais tout de même, la plupart de ce que l’on envisage de faire en 5G est déjà disponible en 4G. De plus l’évolution technologique des normes radio implique par design un certain chevauchement technologique entre 4G, 4G+ et 5G. La question de la saturation de la 4G reste entière cependant.

La technologie

L’appellation 5G est seulement un jalon pour décrire un technologie qui évolue de manière continue. Le développement est suivi par le groupe 3GPP qui travaille actuellement sur la release 17 du standard.logo 3GPP
Il est intéressant de voir la différence entre la communication commerciale qui nécessite une appellation remarquable : “5G”. Et de la comparer aux dessous technologiques où l’on parle de release annuelles jalonnant un développement continu.
Toujours est il que certaines briques de la 5G sont tout à fait compatibles avec les antennes et les terminaux en place.
Cela nous montre aussi que le développement ne s’arrêtera par à la 5G. La 6G est déjà en préparation. Notamment pour réduire encore la latence réseau et pouvoir faire des réseaux TSN (Time sensitive network) pour le temps réel.

Avant même l’arrivée de la 5G des chercheurs planchent déjà sur la 6G

La recherche
https://www.larecherche.fr/des-ondes-t%C3%A9rahertz-pour-la-6g https://www.rts.ch/info/sciences-tech/technologies/10365979-avant-meme-larrivee-de-la-5g-des-chercheurs-planchent-deja-sur-la-6g.html

6G will be 100 times faster than 5G and now theres a chip for it

6G Will Be 100 Times Faster Than 5G—and Now There’s a Chip for It

Les professionnels des télécoms

Poussent t’ils la 5G ? Les intérêts sont partagés, entre les opérateurs téléphoniques qui n’ont pas encore terminés le retour sur investissement de la 4G. Nous avons tous lu la demande pour repousser la date des enchères pour l’acquisition des bandes de fréquences nécessaires.
D’autre part un aspect important du chiffre d’affaire des opérateurs provient du renouvellement des terminaux. Le passage à la 5G poussera bien évidement les consommateurs, que nous sommes, à renouveler plus rapidement leurs terminaux.

Opérateurs téléphoniques Français

Enfin, le coût d’exploitation des antennes sera directement lié à la consommation de celles ci. La 5G consomme jusqu’à 10x plus d’énergie que la fibre pour une même quantité de donnée échangée. Comparée à la 4G, on parle de 3,5x plus, mais il est très délicat d’avoir un comparatif en conditions réelles.
Un article sur ce point a fait parler de lui, au sujet de la coupure de certaines antennes 5G en Chine la nuit.

La Chine dispose déjà de 100 millions d’abonnés 5G et a déployé 250 000 pylônes. Certains clients estiment que le déploiement n’est pas à la hauteur de leur attentes. Ils se demandent pourquoi payer un forfait 5G alors qu’ils ne peuvent en profiter. Il semble à l’inverse que ces antennes étaient coupées pour des raisons de sous-utilisation du réseau. C’est une information à mettre en parallèle avec une autre caractéristique des antennes du réseau 5G. Celle de pouvoir à la volée adapter leur couverture, afin d’optimiser le nombre de clients par antenne.
La consommation de la 5G permet d’aborder maintenant les enjeux liés à l’écologie !

5G et développement vertueux ?

Société Amish, lampe à huile, développement vertueux, effet rebond, concertation, débat démocratique. La 5G cristallise le débat et il y a des choses à en dire, à discuter.
Quelques questions sont cependant intéressantes et peuvent être analysées objectivement. Le développement vertueux en est une.

Dans une perspective de manque d’énergie : Raréfaction de l’approvisionnement du pétrole , réduction de la production d’énergie électrique d’origine nucléaire , il est judicieux de s’interroger sur la façon d’accompagner les tensions d’approvisionnement en France par du délestage ciblé.
A ce titre la 5G peut apporter la possibilité de connecter massivement nos appareils afin de pouvoir les piloter. La mise en place de compteurs communiquant tels que Linky ou Gazpart permettent ce type de choix. Demain les abonnements électrique seront peut être construits différemment. Garantissant une certaine puissance entre certaines heures. Ou bien proposant des remises si l’on accepte de voir son électricité coupée. Cela est déjà possible mais la 5G permettrait d’avoir une finesse plus importante sur les objets à piloter. Laisser en fonctionnement le frigo, mais arrêter la chaudière par exemple.

L’effet rebond technologique n’est pas à négliger dans nos choix. Jusqu’à présent les gains en efficacité que l’on a pu faire sur les installations ont systématiquement été compensés par une augmentation de la consommation associée. Cela est à mettre en perspective avec les discours expliquant que le progrès technologique est la solution pour consommer moins, polluer moins, etc… La fameuse “fuite en avant”.
Le sujet du renouvellement des terminaux est aussi problématique. En France par exemple, les terminaux électroniques représentent 70% de l’empreinte carbone, alors que les déchets électroniques représentent 7,3kg par humain sur terre.

Et les effets sur la santé ?

Pour tout dire il semble que l’on ait peu de recul sur les effets de la 5G sur la santé. Si sur les fréquences basses 700Mhz et 3,4 – 3,8 Ghz on a une certaine expérience, on ne dispose d’aucune étude sérieuse et d’aucun recul sur les fréquences 24-27Ghz qui sont pourtant celles qui supportent les réelles promesses de la 5G, en particulier en terme de débit.

Et la suite ? (bis)

Nous terminons ainsi notre dossier sur la 5G. Mais évidemment il reste des choses à en dire d’ici le déploiement !
Je suis donc très intéressé pour avoir votre point et vue et des compléments d’information !

Bonne connexion !

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