Sans aucun doute, la 5G représente l’avenir des communications sans fil, offrant de meilleures expériences utilisateur et transformant notre mode de vie. Cependant, de nombreuses technologies liées à la 5G peuvent créer plus de confusion que de clarté, comme le mmWave, le 5G NR, le sub-6, la bande C, le CBRS, la bande moyenne, la haute bande, etc.
Les spectres radio disponibles dans le déploiement de la technologie 5G peuvent être particulièrement complexes et déroutants. Ces spectres varient selon la région, chaque spectre permettant des capacités et des services spécifiques. Parmi les spectres disponibles pour le déploiement de la 5G figurent ceux de la bande C et du Citizens Broadband Radio Service (CBRS).
Toutes deux appartenant au spectre de la bande moyenne, la bande C et le CBRS sont souvent à tort considérés comme la même chose. Pour profiter davantage de la technologie avancée de la 5G, il est essentiel de comprendre les différences entre ces deux et de savoir comment les utiliser au mieux.
La bande C inférieure
La récente vente aux enchères en bande C a permis 280 MHz de spectre entre 3,7 et 3,98 GHz. Auparavant, ce spectre était utilisé pour la transmission par satellite dans des zones où de fortes pluies dégradaient les signaux, mais l’utilisation de ces fréquences a diminué au fil des ans.
Les négociations pour la libération du spectre en bande C destinées à l’utilisation de la 5G ont pris plusieurs années à être conclues. En 2020, la Federal Communications Commission (FCC) des États-Unis a organisé une vente aux enchères permettant aux fournisseurs de télécommunications d’acheter des droits d’utilisation du spectre pour leurs réseaux 5G. Verizon, AT&T et T-Mobile figuraient parmi les plus gros dépensiers de cette enchère, dépensant des milliards de dollars pour obtenir des droits exclusifs sur des segments des fréquences de la bande C.
Pourquoi les opérateurs étaient-ils prêts à investir de telles sommes de capital dans cette bande de fréquences? La bande contient suffisamment de spectre pour supporter des canaux 5G plus grands, tandis que la fréquence reste assez basse pour bien se propager. Alors que les fréquences plus élevées, comme dans les bandes mmWave, ont des distances de transmission très courtes.
Actuellement, aux États-Unis, seule T-Mobile a accès à un spectre capable de supporter des canaux 5G NR de 100 MHz dans leur bande 41 2500TDD. Le spectre en bande C ouvre la possibilité de grands canaux 5G pour tous les grands opérateurs de réseau. La promesse d’un haut débit mobile amélioré (eMBB) pour offrir une expérience mobile supérieure dépend de grands canaux 5G.
La bande du Citizens Broadband Radio Service (CBRS)
CBRS occupe 150 MHz de spectre entre 3,55 et 3,7 GHz. Trois niveaux d’utilisateurs avec des niveaux de priorité différents partagent ce spectre.
Le premier niveau est composé d’utilisateurs en place, comme les stations satellites au sol et l’armée américaine, utilisant la bande CBRS pour des situations critiques de mission. Viennent ensuite les détenteurs de licences d’accès prioritaire (PAL), composés d’opérateurs, de fournisseurs d’accès Internet et de grandes entreprises ayant obtenu des licences lors de la vente aux enchères de 2020. Chaque licence offre 10 MHz, et chaque titulaire de licence PAL pouvait obtenir jusqu’à quatre licences dans une région. Les chaînes restantes sont destinées à l’accès autorisé général (GAA). Ce sont essentiellement les mêmes que le spectre Wi-Fi non licencié, que n’importe qui peut utiliser librement tant qu’il n’interfère pas avec le trafic des deux premiers niveaux.
L’enchère CBRS n’a généré que 21 cents par MHz/pop. C’est nettement inférieur aux 94 cents par MHz/pop générés par la vente aux enchères en bande C. Une explication plausible est que la taille de la licence CBRS limite l’utilité du spectre pour le service 5G nécessitant de grands canaux. Cependant, il joue toujours un rôle clé dans la construction de réseaux privés, principalement basés sur la 4G LTE, au sein de grandes organisations.
C-Band vs. CBRS
La vaste plage de fréquences de la bande C en fait un choix de spectre de choix pour les fournisseurs de services. Ses larges canaux dédiés et sa bonne portée offrent beaucoup de bande passante aux opérateurs sans fil utilisant des sites cellulaires existants. Cependant, tous les 280 MHz de spectre ne seront pas disponibles immédiatement après l’enchère. Les services satellites existants doivent d’abord se relocaliser, et les réseaux 5G doivent construire l’infrastructure nécessaire pour utiliser les nouvelles fréquences. Ces tâches prennent du temps, donc les consommateurs ne bénéficieront pas de cette technologie avant 2022.
En revanche, le CBRS est disponible dès maintenant. La plupart des fournisseurs de services avaient initialement l’intention d’utiliser cette bande pour améliorer les capacités 4G LTE, mais ils souhaitent aussi l’utiliser pour renforcer leurs réseaux 5G. Cependant, l’utilisation du CBRS a été limitée jusqu’à présent.
En fin de compte, le spectre est précieux, et plus de spectre, c’est mieux. Pourtant, bien que les deux bandes offrent un accès à plus de spectre, l’exclusivité offerte par la bande C permet une utilisation plus fiable du spectre pour la 5G et un délai plus long pour récupérer l’investissement réseau.
Quelles sont les différences dans les cas d’utilisation de la bande C et du CBRS?
Bien qu’ils soient tous deux classés dans le spectre des bandes moyennes, la bande C et le CBRS ont des forces différentes. En termes simples, la bande C augmente les capacités globales et l’accès à la 5G. Parallèlement, CBRS vise davantage à augmenter la capacité 4G, ainsi qu’à offrir des solutions novatrices pour les réseaux privés et l’activité entrepreneuriale telles que les services de fournisseurs sans fil (WISP).
Déploiement de la 5G
Les déploiements traditionnels de la 5G utilisent aujourd’hui principalement des modèles mobiles à large bande généralisés améliorés. Avec une bande passante de 280 MHz, la bande C permet des cas d’utilisation eMBB pour la 5G. L’abondance de son spectre disponible et ses caractéristiques de propagation améliorent ses performances en situation intérieure et d’entreprise qui dépassent les services de communication de données.
La bande C tire parti des technologies cellulaires de pointe telles que l’agrégation de porteuses et les antennes MIMO massives. En plus de la grande quantité de spectre qu’elle offre, elle fonctionne aussi bien dans des conditions hors ligne de vue et dans des pénétrations intérieures. Cela le rend idéal pour les grands déploiements et ouvrira probablement la voie à de nouvelles applications et services de connectivité.
Bien qu’utilisé principalement pour compléter les réseaux LTE, CBRS permet aussi aux fournisseurs de services de déployer des réseaux 5G sans obtenir de licences de spectre. Cependant, il convient mieux aux réseaux privés LTE et 5G privés en raison de certaines limitations qui le rendent inefficace pour une utilisation large de la 5G. D’une part, les canaux de ce spectre ne sont pas universellement accessibles à tous les opérateurs de réseau. De plus, il y a une limitation de la puissance transmise qui limite sa portée utile pour les applications mobiles, rendant CBRS plus adapté aux zones de couverture réduites.
4G LTE amélioré
En raison de ses limitations d’énergie et d’autres restrictions qui le rendent inefficace comme couche de couverture de base, le CBRS peut ajouter de la capacité au réseau 4G et aider à combler les lacunes du Wi-Fi. En général, la technologie Wi-Fi est sujette à une couverture insuffisante et à une congestion réseau. Le LTE privé répond à ces problèmes en supportant jusqu’à deux fois la capacité Wi-Fi et en protégeant contre les interférences réseau. Pour les entreprises d’aujourd’hui, cela augmente la performance des applications et facilite des flux de travail plus efficaces.
En plus de cela, le CBRS utilisé dans le LTE d’entreprise offre un niveau de confidentialité plus élevé et un accès plus sécurisé. L’exécution du LTE d’entreprise sur les bandes CBRS garantit que les données sensibles d’entreprise restent dans les limites d’un réseau corporatif, car les restrictions d’accès liées aux exigences de connexion et aux cartes SIM empêchent le piratage potentiel. Ceux-ci sont essentiels pour des secteurs comme les soins de santé et les services financiers qui exigent un haut niveau de sécurité.
Applications spécialisées de l’IdO
L’Internet des objets (IoT) transforme l’économie numérique. La navigation GPS, les compteurs de services publics, les assistants intelligents, les suiveurs de santé — ces applications deviennent de plus en plus courantes et changent notre mode de vie. Avec les immenses avantages qu’il apporte, le secteur de l’IdO continue de croître, et les services mobiles jouent un rôle important dans la croissance de ce marché.
La bande C supporte relativement facilement l’IdO ainsi que les services mobiles personnels. Cela en fait le spectre privilégié pour les services IdO à grande surface, avec la capacité et les capacités de couverture nécessaires pour offrir des services IdO de haute qualité. Les fournisseurs de services sans fil peuvent contrôler les niveaux d’utilisation avec ce spectre licencié afin d’offrir des niveaux de service garantis pour les applications IdO dans des situations à usage critique, comme celles en sécurité et dans les applications médicales. Bien que les largeurs de bande plus élevées des mmWaves puissent sans aucun doute offrir plus de bande passante et des latences plus faibles, la bande C joue toujours un rôle crucial dans l’élargissement de l’utilisation de l’IoT.
Le CBRS est également utilisable dans des applications spécialisées en mode IdO. Par exemple, les PAL sont susceptibles d’utiliser des LTE privés déployés sur CBRS pour des applications industrielles, agricoles et d’entreprise. Les réseaux privés maintiennent des connexions entre les appareils IdO qui automatisent les processus industriels dans les usines et les entrepôts. Les réseaux privés basés sur CBRS peuvent également augmenter le rendement agricole en utilisant des capteurs sur les équipements agricoles pour surveiller les réparations et les conditions environnementales.
Connectivité transparente
Les deux bandes de spectre permettront aux utilisateurs de passer d’un point d’accès à l’autre sans interruption. Ils réduiront les problèmes de connectivité liés au Wi-Fi, comme les coupures d’appels et les signaux intermittents.
Dans les espaces résidentiels et publics, tels que les logements multifamiliaux, les auditoriums et les centres commerciaux, les réseaux privés basés sur CBRS améliorent la connectivité à l’intérieur des bâtiments. Dans les établissements d’affaires, cela peut améliorer à la fois l’expérience des employés et des clients. De plus, le spectre CBRS peut aussi être utilisé pour assurer la connectivité dans des zones éloignées pour le télétravail, l’apprentissage en ligne ou les cours virtuels, bien que limités.
Alternativement, la bande C offre un meilleur choix pour le déploiement afin d’offrir la connectivité sans fil dans les zones suburbaines et rurales à faible densité, car ses limites de puissance élevées, ses exigences minimales de coordination et ses vastes zones de licence la rendent plus efficace et rentable pour ce cas d’usage. Dans les déploiements à couverture limitée, le CBRS peut nécessiter jusqu’à sept fois plus de sites cellulaires pour atteindre la même couverture que la bande C.
Déployez ce qui est juste pour les affaires
Le succès du déploiement des technologies cellulaires dépend fortement du bon choix des bandes de spectre. Bien que la bande C et le CBRS soient essentiels pour le développement des réseaux 5G, la bande C semble avoir l’avantage pour rendre le cas d’utilisation 5G eMBB plus réussi et rentable.
Cela dit, il y a des développements continus dans l’industrie qui pourraient éventuellement changer cela. Ce qui est clair, cependant, c’est que le spectre de la bande moyenne sera crucial pour améliorer la couverture et la bande passante afin d’offrir une meilleure expérience utilisateur.
Comme pour toutes les nouvelles technologies, la meilleure pratique est de commencer par un plan de déploiement ciblé. Considérez les cas d’utilisation actuels et futurs de chaque technologie afin de comprendre leur impact potentiel à long terme. Lorsque vous serez prêt à déployer la technologie dans l’une ou l’autre de ces bandes, SOLiD est là pour vous aider. Le SOLiD ALLIANCE 5G DAS offre une couverture complète de la bande CBRS et de la bande C. Et l’edgeROU Fiber2Antenna DAS offre jusqu’à huit bandes de fréquences cellulaires commerciales et de réseau privé sur un seul brin de fibre, jusqu’à une télécommande DAS légère, à faible consommation et esthétiquement agréable avec des antennes intégrées haute performance. Visitez https://solid.com/what-is-cbrs/ pour en savoir plus.