Le monde hyperconnecté d’aujourd’hui stimule une croissance explosive des réseaux, alors que l’adoption de la 5G se poursuit à un rythme effréné. Les plans de déploiement des réseaux 5G-Advanced et 6G s’intensifient déjà, même si de nombreux fournisseurs de services réseau continuent de déployer le spectre 5G de bande moyenne. Anticipant cette croissance future, certains experts de l’industrie suggèrent que l’industrie mobile américaine dépassera bientôt la capacité réseau disponible sans plus d’allocations de spectre.
Avant de prendre des décisions hâtives, peut-être devrions-nous prendre du recul et évaluer de façon réaliste l’état actuel et futur des choses.
Bagarres dans le spectre
Deux membres du Congrès américain ont récemment présenté une loi exigeant que la Federal Communications Commission (FCC) mette aux enchères au moins 600 mégahertz de spectre entre 1,3 et 13,2 GHz dans les trois ans et au moins 1 250 mégahertz de spectre dans les six ans. Le projet de loi proposé, connu sous le nom de Spectrum Pipeline Act de 2024, ordonnerait également à la National Telecommunications and Information Administration (NTIA) d’identifier au moins 2 500 mégahertz de spectre de bande moyenne à réallouer de l’usage fédéral vers des services sans fil commerciaux au cours des cinq prochaines années.
De même, l’organisation commerciale 5G Americas a récemment publié un livre blanc qui appelle à une feuille de route complète pour introduire de nouveaux spectres commercialement disponibles afin de soutenir le déploiement de la 5G-Advanced et des futurs réseaux 6G. Cependant, le livre blanc 5G Amériques se concentre sur le spectre de la bande moyenne supérieure, allant de 7,125 à 15,35 GHz, notant que « plus de spectre aide à assurer un déploiement efficace des réseaux futurs et à favoriser l’émergence de technologies révolutionnaires. »
Ces plans présupposent qu’un plus de spectre est effectivement requis pour les réseaux 5G étendus et non pour les réseaux privés utilisant des bandes de fréquences non licenciées telles que le Citizens Broadband Radio Service (CBRS).
Évolution de la couverture 5G
Cependant, il faudrait un certain temps avant que ces nouvelles bandes de spectre soient disponibles pour les réseaux cellulaires, tandis que les réseaux 5G actuels devraient évoluer pour répondre aux divers besoins en capacité et bande passante. À mesure que la technologie 5G évolue pour adopter une architecture cloud-native et des fréquences de bande moyenne, les opérateurs de réseaux mobiles (MNO) changent leur façon de planifier et de déployer leurs réseaux. En même temps, les sites cellulaires macro traditionnels atteignent la saturation, poussant les MNO à densifier les réseaux 5G en construisant de petites cellules. Cette approche de petite cellule offre une couverture, une capacité, une vitesse et des performances 5G supplémentaires plus rapidement et efficacement — particulièrement dans les zones urbaines et suburbaines à fort trafic.
Avec de petites cellules couvrant des distances plus courtes, ces architectures réseau utilisent plus efficacement le spectre disponible pour répondre à la demande croissante de vitesses plus élevées, de bande passante plus grande et de latence moindre. En desservant des zones de couverture plus petites situées plus près des abonnés, les petites cellules peuvent réutiliser les mêmes fréquences plus souvent, augmentant ainsi la capacité du réseau sans augmenter radicalement l’allocation du spectre. Cela ne veut pas dire qu’aucun nouveau spectre ne sera jamais nécessaire. Un nouveau spectre pour la 6G et au-delà sera nécessaire, ouvrant des opportunités pour stimuler de nouvelles innovations.
Alors que le rythme régulier qui réclame plus de spectre devient plus fort, il est important de se rappeler que le passage de la 5G à la 6G et au-delà sera un marathon, pas un sprint.
Capacité là où elle est nécessaire
Étant donné que 80% de tout le trafic mobile se fait à l’intérieur, peut-être que l’accent actuel devrait porter sur la quantité de spectre nécessaire aux communications à l’intérieur des bâtiments et sur la manière dont il peut être utilisé de manière la plus efficace. Tout comme les petites cellules sont utilisées dans le réseau extérieur pour densifier la capacité du réseau, les réseaux sans fil intégrés utilisant de petites cellules, des radios distribuées et des systèmes d’antennes distribuées (DAS) peuvent offrir une capacité et une couverture dédiées à l’intérieur.
Ces solutions sans fil intégrées déchargent la capacité requise du réseau extérieur, atténuant ou du moins retardant le besoin de spectre supplémentaire. Jusqu’à ce que les technologies radio et antennes rattrapent les limitations physiques imposées par le spectre de fréquences plus élevées, atteindre au-dessus de 6 GHz est peu pratique pour la couverture large et inutile pour la couverture intérieure, à quelques exceptions près comme des sites à très grande capacité comme les stades et les arénas.
Fréquences durables
Le spectre au-dessus de 6 GHz est extrêmement coûteux à déployer et à exploiter en raison d’une mauvaise propagation. Elle n’est pas actuellement viable, nécessitant une puissance d’émission significativement plus élevée que les basses fréquences. Densifier le réseau en déployant des réseaux intégrés avec un spectre inférieur à 6 GHz est plus rentable. Le segment le plus attrayant du nouveau spectre envisagé pour les réseaux mobiles aux États-Unis se situe entre 3100 et 3450 MHz. Bien que ce spectre soit également utilisé par le Département de la Défense, le CBRS a démontré le concept de spectre partagé avec un système d’accès prioritaire et des méthodes d’atténuation des interférences.
Une plateforme modulaire comme le SOLiD ALLIANCE 5G DAS supporte une énorme bande passante provenant de tous les grands MNO, offrant un accès à beaucoup de capacité intégrée avec le spectre 5G actuellement disponible. L’essentiel est une planification et une conception adéquates du réseau afin d’allouer une densité sectorielle suffisante avec les fréquences disponibles.
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