L’arrivée de la 5G RedCap, aussi appelée 5G NR-Light, offre des avantages considérables pour l’industrie 4.0 et l’IIoT, en particulier dans la transformation des processus de production et de la gestion des opérations. Face aux solutions IIoT déjà établies, telles que LoraWAN et LTE-M, le 5G RedCap se positionne comme un potentiel perturbateur.
Mais quels sont ses réels avantages et inconvénients ? Cet article explore les points forts et les points faibles du 5G RedCap par rapport aux autres réseaux IIoT existants.
1. Connectivité massive et performances améliorées
- La 5G RedCap permet de collecter les données des machines, des capteurs, des caméras et de tout autre type d’appareils présents au sein d’un environnement industriel. Les données collectées peuvent alors traitées en périphérie (Edge Computing) et/ou envoyer vers des applicatifs locaux ou dans le Cloud.
- La RedCap, via une mise à jour logicielle des infrastructures 5G, supporte des appareils qui communiquent en 100, voire 200 Mbit/s (alors que la 5G classiques grimpe jusqu’à 2 Gbit/s). Une antenne 5G avec cette mise à jour logicielle peut couvrir 2,5 km contre 1,5 km en 5G classique.
- Les débits de données plus élevés par rapport aux technologies LPWAN existantes, comme LoRaWAN ou Sigfox, permettent donc une transmission plus rapide et plus fiable des données des capteurs, des caméras ou autres équipements industriels, pour l’optimisation des processus industriels.
2. Faible latence et réactivité accrue:
- La 5G RedCap offre une latence réduite, ce qui peut être crucial pour des applications nécessitant une réponse immédiate, comme le contrôle de robots en temps réel ou la maintenance prédictive.
- Cela permet une meilleure réactivité des systèmes industriels, réduisant les temps d’arrêt et améliorant l’efficacité globale.
3. Fiabilité et cybersécurité IIoT renforcées avec le 5G RedCap
- La 5G RedCap intègre des protocoles de sécurité plus robustes pour protéger les données sensibles et les systèmes industriels contre les cyberattaques ( TLS 1.3 et IPsac versus des clés PSKs pour LoRaWAN, chiffrement des données de bout en bout)
- La fiabilité accrue du réseau garantit la continuité des opérations et minimise les perturbations coûteuses.
4. 5G RedCap et la mobilité connectée
- Avec le RedCap, les équipements connectés peuvent être en mouvement et embarquer des caméras de vidéosurveillance. La 5G RedCap remplace alors avantageusement une infrastructure Wifi/fibre.
5. Portée RFID augmentée avec la 5G RedCap
- L’ambient IoT permet à des étiquettes IoT passives (sans batterie, économique à produire) de transmettre des données sur des distances bien supérieures à celles de la RFID classique ; avec une distance qui passe de 10 mètres à plus de 100 mètres la mise en place d’étiquette “RFID 5G” est simplifiée, puisque les portails de détection ne sont plus obligatoires.
6. Cas d’applications de la 5G RedCap
- La 5G RedCap s’adapte à divers besoins industriels, des sites de production aux chaînes logistiques étendues.
- Son architecture flexible permet une mise à l’échelle aisée en fonction de l’évolution des besoins et des cas d’utilisation.
Exemples concrets d’applications de la 5G RedCap dans l’industrie 4.0 :
- Maintenance prédictive: Analyse des données de capteurs en temps réel pour identifier les signes avant-coureurs de défaillances potentielles de machines, permettant une maintenance proactive et réduisant les pannes imprévues.
- Contrôle qualité: Inspection automatisée des produits à l’aide de caméras et de capteurs intelligents, garantissant une qualité constante et une réduction des défauts.
- Gestion des stocks optimisée: Suivi précis des stocks et des mouvements de matériaux grâce à la RFID et à la localisation en temps réel, optimisant la gestion de la chaîne d’approvisionnement.
- Réalité augmentée et réalité virtuelle: Assistance à distance pour les techniciens de maintenance et formation immersive des opérateurs, améliorant l’efficacité et la sécurité.
- Collaboration homme-machine améliorée: Coopération fluide entre les humains et les robots, augmentant la productivité et la flexibilité des processus de production.
5. Comparaison pour l’IIoT des réseaux LPWAN et de la 5G RedCap
Choisir la bonne technologie pour votre application IoT dépend de plusieurs facteurs, notamment la portée, le débit de données, la consommation d’énergie, le coût et la sécurité. Voici un tableau comparatif mettant en avant les points clés de la 5G RedCap face aux technologies LPWAN établies :
| 5G RedCap | NB-IoT | LoRaWAN | Sigfox | LTE-M | |
|---|---|---|---|---|---|
| Catégorie | 5G NR | Cellulaire | LPWAN | LPWAN | Cellulaire |
| Portée | Moyenne à élevée (2,5 km) | Étendue | Étendue (jusqu’à 15 km) | Étendue | Étendue |
| Débit de données | Plus élevé | Moyen | Faible | Faible | Moyen |
| Latence | Faible | Moyenne | Moyenne | Haute | Moyenne |
| Consommation d’énergie | Faible | Faible | Faible | Très faible | Faible |
| Coût (infrastructure) | Élevé | Moyen | Moyen | Faible | Moyen |
| Coût (appareil) | Variable | Moyen | Moyen | Bas | Moyen |
| Sécurité | Élevée | Élevée | Variable | Faible | Élevée |
| Nombre d’appareils | Élevé | Moyen | Élevé | Élevé | Moyen |
5. La bande 5G 2,6 GHz TDD est elle compatible avec la 5G Redcap ?
Pourquoi cette question ? Parce qu’en France l’Agence de régulation des communications électroniques, des postes et de la distribution de la presse (Arcep) a ouvert un guichet d’expérimentation pour la bande 5G 2,6 GHz TDD en France.
Ce guichet permet aux acteurs intéressés, tels que les opérateurs mobiles, les industriels et les centres de recherche, de demander des autorisations d’utilisation expérimentale de cette bande de fréquence pour tester de nouveaux cas d’usage et technologies liées à la 5G. Pour en savoir plus
Et comme le coût des licences est aujourd’hui très bas la 5G privé est à présent accessible à tous.
Mais la 5G RedCap utilise habituellement des bandes de fréquence autres que celles proposées par l’Arcep, comme les bandes 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz et 1,5 GHz ; ces bandes offrent en effet un bon compromis entre portée et capacité, ce qui est crucial pour les applications IIoT qui nécessitent une couverture étendue et une consommation d’énergie réduite.
Des déploiements expérimentaux de la 5G RedCap sur la bande 2,6 GHz TDD ont été menés par des opérateurs et équipementiers. Et les résultats indiquent que la bande 2,6 GHz TDD peut effectivement prendre en charge la 5G RedCap.
Il est cependant important de noter que la compatibilité de la 5G RedCap avec la bande 2,6 GHz TDD dépend de plusieurs facteurs :
- Les déploiements spécifiques des opérateurs: Chaque opérateur peut choisir de configurer son réseau différemment, et la prise en charge de la 5G RedCap sur la bande 2,6 GHz TDD peut varier.
- Les équipements utilisés: Les appareils IoT et les stations de base doivent être compatibles avec la bande 2,6 GHz TDD et les configurations spécifiques de la 5G RedCap.
- Les normes et réglementations: L’évolution des normes et réglementations peut influencer la compatibilité de la 5G RedCap avec la bande 2,6 GHz TDD à l’avenir.
En conclusion, bien que la bande 5G 2,6 GHz TDD ne soit pas officiellement standardisée pour la 5G RedCap, des déploiements expérimentaux et des recherches confirment sa faisabilité. La compatibilité effective dépendra des déploiements des opérateurs, des équipements utilisés et des réglementations en vigueur.
