Réseaux privés 5G
Tenir la promesse de réseaux 5G privés hautement performants
En ce qui concerne la conception, le déploiement et l'activation, seule la mise en place d'un système de test et de visibilité sur l'intégralité du réseau vous permettra de répondre aux accords de niveau de service.
Pourquoi les réseaux 5G privés ?
Ports, aéroports, ateliers à haute densité équipés de milliers d'appareils connectés… Voici quelques exemples d'entreprises qui peuvent bénéficier du service fiable et ininterrompu d'un réseau 5G privé (P5G). Entièrement personnalisables, les réseaux privés sont conçus pour offrir une sécurité et une flexibilité supérieures. En outre, ils peuvent garantir une flexibilité de services avancée et offrent des capacités propres à la 5G, comme le découpage réseau en tranche (Network Slicing). Et cela peut se révéler essentiel dans un environnement multi-opérationnel, comme pour les grands ports accueillant diverses entreprises ayant des caractéristiques propres et des accords de niveau de service spécifiques.
Les opportunités par marchés verticaux
La 5G privée permet de personnaliser les caractéristiques de chaque réseau en fonction des exigences spécifiques des marchés verticaux. Alors que certains secteurs, tels que la santé et la sécurité publique, cherchent à optimiser les performances en matière de latence et de fiabilité, d'autres marchés verticaux, comme les jeux vidéos et le haut débit mobile, donnent la priorité au haut débit et à la mobilité.
Les défis liés à l'intégration des systèmes
Aussi intéressante que puisse paraître la configuration d'un réseau 5G privé, elle apporte aussi une certaine complexité au sein du cycle de vie de votre réseau. Les intégrateurs systèmes assurent une fonction essentielle au sein de l'écosystème 5G privé en développant des modèles de réseaux pour un large éventail d'entreprises. Nombreux sont ceux qui offrent également une solution de réseau en tant que service (Network as a service, NaaS), et permettent ainsi aux clients de sous-traiter la gestion, l'exploitation et la maintenance de leur réseau une fois le réseau 5G privé activé.
Conception du réseau 5G privé
Les réseaux 5G privés doivent être développés de manière économique et garantir la même qualité opérationnelle qu'un réseau commercial. Les utilisations de réseaux privés sont diverses et variées, et le réseau doit donc prendre en charge un large éventail de terminaux, chacun ayant ses exigences propres. Pour une usine intelligente automatisée par exemple, on aura des capteurs, des échanges de données M2M, des robots autonomes, la technologie V2X, etc., tandis qu'un campus universitaire devra prendre en charge un nombre moindre d'appareils utilisant l'Internet des objets (IdO), mais davantage d'abonnés humains, lesquels utilisent leurs appareils pour parler, envoyer des messages, ou publier et regarder des vidéos Tik-Tok.
Pour assurer un déploiement réussi, il peut être utile de suivre une approche économique des tests, qui vous aidera à identifier les problèmes potentiels, et permettra aux ingénieurs de dépanner et d'agir avant que ces problèmes ne se produisent réellement. Les tests de pré-déploiement fournissent les données nécessaires pour garantir que le réseau 5G privé répond à ces exigences d'utilisations variées, et que le réseau est bien protégé contre les menaces de sécurité.
Les réseaux privés peuvent-ils répondre aux exigences de faible latence requises pour prendre en charge les applications URLLC ? Dans quelle mesure le réseau sera-t-il affecté en cas de problèmes de trafic généralisés ?
En tant qu'intégrateur système en charge de la planification et de la conception de réseaux 5G privés, il vous faut prendre en considération les bancs de tests prérequis suivants, lesquels vous aideront à mettre en œuvre :
- Une solution pour stimuler les comportements, le trafic et les profils de mobilité des utilisateurs (par ex., dans le cas d'un centre commercial) ou de terminaux (comme dans une usine connectée)
- Une option qui prend en charge un grand nombre d'appareils utilisateur par cellule ou par porteuse afin d'évaluer la capacité
- Un produit capable d'émuler un réseau 5G d'infrastructure SA afin des tester les effets de la connexion d'un réseau 5G privé à un réseau d'infrastructure avant son activation
- Une combinaison de trafic à états réels, mélangé aux menaces et aux logiciels malveillants afin de tester minutieusement les protocoles de sécurité réseau
Les tests doivent être économiques, et réalisés longtemps avant le déploiement du réseau si l'on veut s'assurer que l'entreprise et l'opérateur bénéficient d'un retour sur investissement suffisant. S'associer à la société de test appropriée durant la phase de conception pourra permettre à vos réseaux privés de prendre en charge de scénarios multiples et divers, tout en garantissant une sécurité optimale, et cela bien avant l'activation de vos réseaux.
Déployer, activer et gérer les réseaux 5G privés
On compte souvent sur la fiabilité des réseaux 5G privés pour fournir les services critiques et traiter les contenus à haute valeur. On attend donc des intégrateurs système et des opérateurs qu'ils répondent de manière proactive aux défis techniques tels que :
- La coexistence spectrale : Chaque nœud de réseau est potentiellement sujet à un processus de permission pouvant s'éterniser sur des années. Il est donc essentiel d'équilibrer les utilisations de spectre sous licence et sans licence, et d'utiliser avec prudence les bandes sans licence telles que la CBRS lorsqu'elles sont disponibles.
- Réseau d'accès à porteuse multi-opérateur : Lorsque les réseaux 5G privés englobent une zone géographique étendue, cela peut entraîner l'association de multiples porteuses et de différents accords de niveau de service. Les performances de fonctionnalités 5G sensibles, telles que le découpage réseau en tranche (Network Slicing), doivent être minutieusement surveillées car elles peuvent affecter les autres réseaux sans fil et terrestres situés dans la zone.
- Accès aux infrastructures : À mesure que sont déployés et activés les services 5G privés, l'accès à l'équipement et aux infrastructures doit être défini et contrôlé de manière appropriée pour éviter des délais coûteux.
- Assistance sur site 24 h/24, 7 j/7 : Malgré l'essor récent des opérateurs réseau autonomes afin d'améliorer l'efficacité, une assistance sur site 24 h/24, 7 j/7 peut se révéler précieuse pour les réseaux 5G privés souhaitant se conformer à l'accord de niveau de service concernant le temps de réponse de 2 heures habituel en cas de dégradation.
Surmonter les défis les plus critiques
Il n'existe pas de formule magique, pour que ça fonctionne, il faut de l'organisation.
Design, déploiement et surveillance homogènes sont la clé du succès pour les réseaux 5G privés complexes. Cela permet de rendre le réseau entièrement opérationnel dans les délais, tout en répondant de manière constante aux accords de niveau de service importants.
À mesure que les bandes contenant auparavant d'autres services sont ré-attribuées à des réseaux privés, le dégagement des spectres devient un aspect essentiel.
L'analyse de signaux, la vérification de délai et de synchronisation, l'alignement d'antenne, la certification de la fibre optique, ainsi que les tests de portée et de performance comptent parmi les étapes les plus importantes pour garantir une fiabilité et une qualité de service (QoS) supérieures.
Automatisation des procédures de test
En tant qu'intégrateur système, vous devez vous assurer que les équipes d'installation disposent de procédures de test et de construction solides, sur lesquelles elles pourront compter pour garantir la bonne construction du réseau. Vous pouvez réduire le nombre de formations grâce à l'automatisation, et créer ainsi des procédures constantes et reproductibles, qui vous permettront de collecter des données pour des améliorations futures.
Surveillance, gestion et automatisation du réseau
Une fois que vous avez validé le déploiement du réseau 5G privé, ses performances et ses capacités doivent être surveillées afin d'assurer une qualité d'expérience et un retour sur investissement optimaux. Lors de la mise en service du réseau, vous pouvez équilibrer l'efficacité des dépenses d'exploitation tout en assurant sa performance et sa fiabilité, via le développement de l'automatisation en ce qui concerne la gestion, l'exploitation et la maintenance du réseau.
En profitant d'une visibilité sur les indicateurs de performance clés (KPI), de tableaux de bord et de rapports de surveillance continue pour évaluer la fiabilité du réseau, tout en automatisant bon nombre des étapes habituelles pour l'optimisation du temps moyen de réparation, vous vous assurez une performance de réseau maximale.
Les avantages de l'automatisation observés durant les tests d'installation et de déploiement permettent également une gestion et une configuration de réseau 5G privé plus efficaces, en incluant la surveillance de bout en bout de la couverture radio au réseau principal.
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Cette solution peut être intégrée aux solutions de gestion, d'exploitation et de maintenance de réseau des intégrateurs système. Elle offre non seulement une assurance pour le réseau d'accès sans fil (RAN) et le réseau principal d'un déploiement 5G privé, mais également une capacité de localisation intelligente de tous les appareils mobiles connectés, afin de répondre à un large éventail d'utilisations, propres à chaque marché vertical. La gestion de réseau 5G privé à service intégral sur de multiples régions et pays se développe rapidement, et le besoin d'une visibilité améliorée est d'autant plus crucial.
Un partenaire pour accompagner votre découverte de la 5G privée
Si vous avez besoin de solutions intelligentes pour réduire la complexité et garantir que votre réseau 5G privé fournisse la qualité et les performances voulues avant et après le déploiement de votre réseau, nous pouvons vous aider.
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F.A.Q.
L'expression « réseau privé 5G » sert à décrire un système cellulaire 5G conçu et exploité exclusivement pour l'usage privé d'une entreprise, d'un individu ou d'un organisme gouvernemental. Les réseaux privés 5G sont définis par le 3GPP comme étant des réseaux non publics qui ont généralement recours à un déploiement plus concentré, à plus petite échelle, afin de répondre aux besoins d'une organisation en termes de fiabilité, de disponibilité et d'entretien.
Les réseaux privés de plus ancienne génération utilisant le sans-fil 4G LTE fournissent une couverture étendue et des options de personnalisation. En apportant une communication ultra-fiable à faible latence (ultra-reliable, low-latency communication, URLLC), les réseaux privés 5G changent la donne. Ils prennent notamment en charge les technologies de l'Internet des objets (IdO) et de l'industrie 4.0, ainsi que les applications de sécurité publique critiques. Le marché des réseaux privés 5G est également alimenté par un accès amélioré au spectre, par la spécialisation des cas d'utilisation et par les préoccupations en matière de sécurité réseau.
Les réseaux privés 5G peuvent prendre en charge les canaux de communications critiques devant rester opérationnels même en cas d'évènements imprévus. Selon l'application, les exigences en matière de disponibilité, de fiabilité, de compatibilité et de qualité de service (QoS) d'un réseau privé 5G peuvent être encore plus strictes que celles des architectures de réseaux commerciaux.
- Il faut passer d'une architecture à cellules à une architecture à faisceaux directifs dans laquelle le beamforming statique et dynamique joue un rôle central dans les performances, l'optimisation et la localisation intelligente.
- Mise en œuvre d'une architecture réseau centrale basée sur les services (service-based core network architecture, SBA).
- Les réseaux virtuels définis par logiciel (software defined networks, SDN) prendront en charge le découpage réseau en tranche (Network Slicing) et la mise à disposition de services automatique pour les cas d'utilisation de la 5G : Haut débit mobile amélioré (enhanced mobile broadband, eMBB), les communications massives entre machines (massive machine type communications, mMTC) et les communications à faible latence et à haute fiabilité (ultra-reliable low latency communications, URLLC).
Les technologies de l'industrie 4.0 animent les robots autonomes et les systèmes de transport, et acheminent les communications entre machines (machine-to-machine, M2M) dans les usines, les centrales électriques et les centres de distribution. Le nombre d'applications privées supplémentaires servant à assurer une connexion à haut débit et à faible latence semble infini.
Les raffineries de pétrole et de gaz ont reconnu depuis longtemps la valeur des réseaux privés et certaines d'entre elles utilisent du matériel dépassant la portée des réseaux sans fil disponibles dans le commerce. Ces sites couvrent de plus grandes aires géographiques et abritent des machines, capteurs et fonctionnalités de sécurités critiques. Les réseaux privés 5G conçus pour l'IdO industriel permettent de suivre et d'entretenir ces vastes réseaux interconnectés en toute sécurité et en temps réel.
Les lieux fermés sont particulièrement compatibles avec la technologie de petites cellules 5G et la transmission à duplex par séparation temporelle (time division duplex, TDD), car les signaux qui rebondissent ou sont réfléchis dans un espace confiné renforcent la redondance et augmentent la capacité des canaux.
Les stades et les centres commerciaux font partie des lieux fermés faisant face à une importante demande de connectivité pendant les heures de pic d'exploitation. En outre, l'essor de la 5G augmentera la demande en matière de contenu en streaming, de réalité augmentée et d'autres applications gourmandes en bande passante. Les réseaux privés 5G peuvent répondre à ces défis et transformer les grands sites fermés en « infrastructures intelligentes » dotées de capacités renforcées. Les technologies d'IdO et de beamforming (création de faisceaux directifs) peuvent harmoniser les activités et la mise à disposition de services de ces sites.
Les villes intelligentes représentent la vision utopique d'un futur assisté par la 5G. Les systèmes de transport intelligents utiliseront la technologie V2X (Communication de véhicule avec tout) à faible latence pour transporter efficacement les passagers entre divers sites, également connectés, qu'il s'agisse de centres commerciaux ou de divertissement, ou d'espaces de travail. Cette ville idéalisée emploiera probablement une combinaison de réseaux indépendants de petites cellules, de réseaux privés gérés par des fournisseurs de réseaux 5G commerciaux et de réseaux 5G publics généraux.
En fonction des préférences de l'entreprise en matière de confidentialité, de QoS, d'utilisation du spectre (avec ou sans licence), de couverture multisite, et de personnalisation du réseau d'accès sans fil (RAN), de nombreuses options émergent pour le déploiement des réseaux privés 5G.
- Les réseaux privés 5G autonomes sont totalement indépendants des opérateurs de réseaux mobiles et utilisent un réseau principal et un RAN autosuffisants.
- Les réseaux RAN partagés, également appelés réseaux hybrides, créent des services indépendants au sein de l'entreprise, tout en exploitant le réseau d'accès sans fil (RAN) et le spectre d'un réseau public. Cette option cède une partie du contrôle des utilisateurs et du réseau à l'opérateur de réseau mobile.
- Les options de découpage réseau en tranche (Network Slicing) exploitent une partie virtuelle distincte du réseau d'un opérateur de réseau mobile pour une utilisation privée. La tranche personnalisée est isolée pour une utilisation privée par cette seule entreprise.
Comme le laisse deviner leur nom, les « petites cellules » se servent de petits nœuds de distribution à courte portée pour créer une grille 5G sans fil rentable, en intérieur comme en extérieur. La mobilité, la stabilité et la couverture remarquables offertes par les réseaux de petites cellules peuvent être utilisées par les centres commerciaux, les immeubles de bureaux, les universités, les usines de production et de nombreux autres réseaux privés dans un monde où la 5G est généralisée.
- Faible coût de déploiement - L'équipement des petites cellules est conçu pour réduire la complexité. Il est facile d'installer des émetteurs-récepteurs à petites cellules en grand nombre sur des murs, des poteaux et d'autres objets communs. Les options de liaison sont également flexibles, la fibre optique, les câbles et les micro-ondes constituant autant de solutions viables. Les microcellules répondent de façon fiable à la demande de capacité d'un grand nombre d'utilisateurs sur une vaste aire de couverture.
- Bande exemptée de licence - Les réseaux privés 5G construits à l'aide de nœuds mmWave à petites cellules peuvent utiliser des bandes de fréquence exploitées sans licence, comprises entre 57 et 71 GHz. Ces 14 GHz de spectre continu et gratuit offrent un réseau privé 5G et permettent de fournir un service de bande passante puissant et rentable.
Operational Challenges of 5G Networks
Understanding 5G: 2nd Edition
Practical Guide to Deploying and Operating 5G Networks
Littérature
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