Les réseaux convergents ouvrent la voie au déploiement de la 5G En formant de jeunes chercheurs et en rapprochant différents domaines de recherche, le projet COMANDER a contribué à façonner l'avenir de la 5G au bénéfice des réseaux fibre-sans fil. Économie numérique © ranjith ravindran, Shutterstock Nous n'en sommes peut-être pas conscients, mais la croissance exponentielle du nombre de dispositifs connectés de tous types (ce qu'on appelle couramment l'Internet des objets) pousse progressivement les infrastructures actuelles vers une impasse. Comme l'expliquent les Dr Pleros et Miliou, de l'Université Aristote de Thessalonique en Grèce, les événements regroupant un nombre particulièrement élevé de spectateurs sont une bonne illustration de ce problème: «Imaginez 10 000 fans envoyant sur leur réseau social favori une photo ou une vidéo d'un joueur marquant un but, et ce de façon quasi-simultanée. Il en résultera une énorme demande de trafic qu'il sera très difficile de satisfaire, et cette situation ne pourra qu'empirer lorsque des objets tels que des voitures sans chauffeur seront connectés: pour que la voiture prenne les bonnes décisions de conduite, il lui faut une énorme quantité de données issues d'un grand nombre de capteurs.» C'est ici qu'interviennent, ou du moins que devraient intervenir, les réseaux de nouvelle génération (NGN). À la différence de l'évolution linéaire constatée pour passer des réseaux 3G aux réseaux 4G, l'Internet des objets exige une véritable révolution conceptuelle, afin que chaque dispositif soit servi en fonction de ses besoins. On a besoin pour cela de réseaux hétérogènes, de débits de données sans fil pouvant atteindre 10 Gb/s, d'une latence inférieure à 5 msec, et d'être capables de faire face à une densité d'utilisateurs beaucoup plus élevée, tout cela sans augmentation du coût en énergie. Comme il n'existe actuellement aucune voie technologique pour parvenir à ce résultat, il est nécessaire de disposer de chercheurs spécialisés et bien formés collaborant pour tester des solutions potentielles. C'est précisément ce que les Dr Pleros et Miliou ont cherché à faire dans le cadre du projet COMANDER, qui a placé un accent particulier sur la convergence transparente de la fibre et des réseaux sans fil. «Les réseaux fibre-sans fil sont actuellement considérés comme étant incontournables pour les futurs réseaux frontaux 5G, mais lorsque COMANDER a débuté, nous ne savions pas encore si cette solution devait être mise en avant», explique le Dr Pleros. «En formant de jeunes chercheurs et en favorisant des synergies entre des spécialistes des domaines de la photonique et des technologies sans fil, nous avons pu mettre en place les premiers fondements de la convergence des réseaux fibre et sans fil et nous avons contribué, dans une certaine mesure, à déterminer que les réseaux fibre-sans fil constituaient la voie à suivre.» Un réseau intelligent L'approche de COMANDER consiste essentiellement à réduire le coût et la consommation d'énergie en simplifiant les antennes. «Nous savons que les NGN intégreront un nombre bien plus élevé d'antennes, essentiellement des antennes de petites cellules qui seront placées sur des réverbères ou d'autres emplacements commodes. Mais si chacune de ces antennes est assez intelligente pour servir ses utilisateurs mobiles, comme c'est actuellement le cas, le coût et la consommation d'énergie de l'ensemble du système s'avèreront prohibitifs», déclare le Dr Miliou. «Si nous voulons réduire le coût et la consommation d'énergie, ces antennes doivent ressembler à des répéteurs passifs.» COMANDER place donc l'intelligence réseau dans la BaseStation, un emplacement central utilisant des interfaces optiques ainsi que des mécanismes MT-AC (Medium-Transparent Medium Access Control) pour assurer l'intelligence des NGN tout en se conformant aux objectifs de performance. Comme l'indique le Dr Miliou, l'intelligence des NGN est extrêmement importante pour assurer un déploiement à bas coût car «elle signifie que l'utilisateur peut échanger du trafic avec la BaseStation quelle que soit la nature du lien intermédiaire de transmission: sans fil, optique, ou les deux.» Au final, l'équipe du projet a conçu et fait la démonstration d'une architecture réseau combinant la fibre et le sans fil pour fournir des débits de données sans fil allant jusqu'à 1 Gb/s, en utilisant une connectivité sans fil à ondes millimétriques. L'équipe a même exploité cette infrastructure convergée pour utiliser des concepts tels que le Network Coding afin de réduire la latence et la consommation d'énergie. «Nous constatons un intérêt croissant de la part d'opérateurs et de fournisseurs télécom de premier plan. Ils désirent être impliqués dans des activités encourageant la convergence et la migration des réseaux depuis la norme CPRI vers la communication Ethernet à base de paquets, tout en adoptant progressivement les technologies optiques et les puces photoniques. Tous ces domaines ont été initiés par COMANDER, et nous en sommes vraiment fiers», conclut le Dr Pleros. Mots‑clés COMANDER, réseau, 5G, station de base, fibre-sans fil, réseaux de nouvelle génération, NGN, Internet des objets
