5G : une révolution numérique des télécoms ?

Les réseaux télécoms et la notion générale de « connectivité » s’imposent de plus en plus comme le vecteur indispensable de la transformation digitale des entreprises. Pour SNCF, c’est d’autant plus vrai que l’entreprise a créé pour ses propres besoins en télécommunications ferroviaires un réseau télécom privé GSM-R extrêmement résilient et robuste. Et pour ses activités industrielles ou de services aux clients, la montée en charge de l’IoT, de la réalité augmentée et virtuelle, ou de la transmission vidéo en temps réel, rime forcément avec des réseaux télécoms capables d’écouler du trafic en toute sécurité et fiabilité. La 5G vient offrir en théorie une réponse parfaitement alignée sur ces besoins, mais qu’en sera-t-il en pratique ? C’est pourquoi SNCF teste en avance de phase des cas d’usage dès aujourd’hui, pour évaluer les promesses de la 5G et ne pas perdre de temps lorsque la technologie sera largement disponible.

Les alléchantes promesses de la 5G

Les articles de presse généraliste ou plus spécialisée ont beaucoup insisté sur les trois axes d’amélioration. Souvent présentés sous forme de triangle, on peut retenir qu’il s’agit bien d’avoir plus de débit, moins de latence et plus d’objets connectés, mais le triangle ou la pyramide sont aussi là pour indiquer qu’il s’agit d’un compromis. 

Aussi selon qu’on se place dans un scénario de visionnage de vidéos 4K, ou pour téléguider un véhicule à distance, ou encore pour connecter les millions de capteurs d’une ville, on n’aura jamais les trois améliorations de performance en même temps. Il faut également avoir conscience de l’arrivée progressive de ces nouveautés. Les opérateurs déploient aujourd’hui principalement la 5G en fréquence 3,5GHz. Or les promesses de très haut débit de la 5G viennent de l’usage de la fréquence 26GHz, qui pour le moment n’est permise qu’en expérimentation par l’Arcep. On va pendant quelques années voir l’émergence des réseaux 5G NSA (Not Stand Alone) qui proposent une première amélioration de débit via de nouvelles antennes mais reposant toujours sur des cœurs de réseaux 4G. Et petit à petit, viendra la 5G SA (Stand Alone) avec une rénovation en profondeur de tous les maillons de la chaîne. Alors nous pourrons véritablement exploiter l’exceptionnelle fiabilité et réactivité de la 5G. Il en va de même de certaines technologies connexes comme le « slicing » ou le découpage en tranches du réseau qui permettra à terme aux opérateurs mobiles de proposer à des clients industriels des sous-réseaux dédiés en isolant des ressources télécoms de bout en bout. 

SNCF et ses besoins télécoms

Dans le domaine ferroviaire, on distingue les « télécommunications critiques » pour lesquelles un standard dérivé du GSM a été créé : le GSM-R. Un réseau privé a été construit et est directement opéré par SNCF sur environ 15 000 km de voies ferrées. Des groupes de travail européens travaillent sur un nouveau système appelé FRMCS (Flexible Railway Mobile Communication System). Il ne s’agit plus de créer un standard à part et dédié, mais au contraire d’intégrer à la norme mobile actuelle les fonctionnalités nécessaire à l’exploitation ferroviaire. Ainsi le FRMCS s’intègre aux travaux du 3GPP qui est l’organisme en charge de la standardisation de la 5G. Le GSM-R sera donc à terme remplacé par une norme mobile plus largement utilisée dans le monde télécom. Mais l’entreprise a aussi besoin de réseaux télécoms pour des services moins critiques mais tout aussi indispensables au fonctionnement quotidien du système ferroviaire. On trouvera alors des usages évidents dans les réseaux WIFI de l’entreprise ou des réseaux LP-WAN pour connecter des milliers de capteurs permettant la maintenance des équipements (comme les escaliers mécaniques ou les ascenseurs en gare). Au vu des apports théoriques de la 5G, nous avons réalisé notre propre triangle 5G pour interroger notre intérêt potentiel d’une telle technologie.

On retrouve les trois sommets : haut débit, latence faible, ultra-connectivité, et des gammes de services potentiels pour SNCF.

Testons les gares SNCF de demain

Habituellement, des nouveautés technologiques arrivent sur le terrain et on se pose la question de les tester puis de les intégrer à des processus métiers ou des services. Pour la 5G, c’est en avance de phase que nous progressons avec les principaux opérateurs télécoms. Nous avons voulu sélectionner trois gares pour trois opérateurs mais également avoir des plateformes variées avec des équipementiers différents et explorer aussi des technologies 5G avec leurs spécificités. C’est pourquoi nous travaillons à la gare de Nantes avec SFR sur la 5G de demain, la 5G qui sera installée un peu partout en France en 2020. Il s’agit d’une installation d’antennes à l’extérieur de la gare, et nous testons la fréquence 3,5GHz. Sur la gare de Nantes, nous travaillons actuellement à la connectivité sans fil de nos caméras de vidéoprotection. Et là le challenge c’est d’avoir une excellente performance en envoi de données (upload) alors qu’habituellement c’est le téléchargement (download) qui prime pour les cas d’usage classiques. 

A la gare de Rennes, nous sommes en partenariat avec Orange et l’équipementier NOKIA, mais également Qualcomm et SONY pour les smartphones. Nous avons installé un dispositif 5G en 26GHz et uniquement à l’intérieur de la gare. Nous testons cette fameuse fréquence qui n’est pas encore disponible en France, et qui préfigure la 5G qui sera déployée dans un second temps pour donner des performances de téléchargement inégalées. Nous cherchons à servir des usages clients, et notamment de proposer une zone où on pourrait télécharger une saison complète de sa série préférée en quelques dizaines de secondes. 

Enfin avec Bouygues Telecom, nous sommes dans la gare de Lyon Part-Dieu. Là encore la configuration est différente puisque nous sommes sur les quais en extérieur, et nous testons les deux fréquences de la 5G : 3,5GHz et 26GHz. Bouygues Telecom teste la 5G dans la ville de Lyon, aussi nous allons pouvoir tester des usages à bord des trains (avec dans Lyon, à peu près 5 km de voie), comme la connectivité des caméras de vidéoprotection pour une diffusion en temps réel. Sur les quais nous mettons en place des expérimentations de réalité augmentée dédiées à la maintenance des équipements électriques. Des téléphones 5G ont été prêtés par SAMSUNG pour réaliser nos tests dans les meilleurs conditions.

Des plateformes d’innovation ouvertes

Ces plateformes d’expérimentation, qu’on appelle des « LIVING LAB 5G » ont d’abord vocation à servir de test pour les opérateurs et les équipementiers, et également pour nos propres cas d’usage SNCF. Mais elles sont élaborées de manière à s’ouvrir à des tiers pour enrichir les cas d’usage, et se nourrir des initiatives des écosystèmes numériques locaux. C’est une opportunité pour SNCF d’explorer tous les usages numériques de la gare, pour les opérateurs d’élaborer leur futurs business models, et pour les start-ups ou tiers de venir tester en avance en gare des services ou des produits boostés à la 5G.

L'auteur

Sébastien Kaiser, Au sein de la direction générale e.SNCF de l’EPIC SNCF, Sébastien KAISER, directeur connectivité & réseaux, pilote la stratégie télécom du groupe afin de moderniser l’offre de connectivité pour les clients, les agents et les opérations.