Le réseau de cinquième génération (5G) est sur le point d'entraîner un changement radical de paradigme dans l'industrie de la communication. Il bouleverse la norme actuelle de la stratégie "Un réseau pour tous", en raison de laquelle des secteurs industriels tels que la fabrication, la vente au détail, l'automobile, etc. n'ont pas encore exploité tout le potentiel des services mobiles. Par exemple, une entreprise peut avoir besoin de services ultra-fiables, tandis que d'autres peuvent avoir besoin d'une latence extrêmement faible, quelle que soit la largeur de bande. Au lieu que le consommateur s'adapte au réseau, le réseau 5G s'adaptera aux exigences externes.
Une approche pourrait consister à construire des réseaux spécifiques pour des besoins spécifiques, ce qui, toutefois, pourrait entraîner des coûts de réseau élevés (à la fois CAPEX et OPEX) et exigerait un certain nombre minimum de clients pour justifier le modèle d'entreprise. Avec le "découpage du réseau", la 5G vise à résoudre ce problème en permettant aux opérateurs de réseaux mobiles (ORM) de concevoir et d'exploiter plusieurs réseaux logiques dédiés sur une plateforme commune.
Exigence de l'industrie Cas d'utilisation : Sécurité publique
Le concept de réseau personnalisé pour un cas d'utilisation spécifique a été réalisé pour la première fois dans le domaine de la sécurité publique. Aux États-Unis, la First Responder Network Authority (FirstNet) a été créée dans le cadre du Middle-Class Tax Relief and Job Creation Act (Public Law 112-96), qui a été promulgué le 22 février 2012. La loi a alloué 20 mégahertz de spectre et 7 milliards de dollars pour établir un réseau à large bande dédié aux premiers intervenants de la nation, et a donné à FirstNet le mandat de construire, d'exploiter et de maintenir ce réseau.
L'objectif initial de FirstNet était de disposer d'un réseau spécialisé permettant aux premiers intervenants de communiquer en cas de crise, notamment lorsque les réseaux commerciaux existants étaient submergés par un volume de trafic élevé. Depuis lors, le nombre d'abonnés, les besoins en trafic de données et les cas d'utilisation ont augmenté et évolué, ce qui a continuellement mis la pression sur FirstNet pour qu'elle augmente sa capacité, mais aussi pour qu'elle fasse évoluer ses offres de produits.
L'avènement de l'internet des objets (IdO) apporte un énorme avantage aux premiers intervenants. Les données provenant des appareils et des capteurs fourniront une meilleure connaissance de la situation et les intervenants seront en mesure d'agir plus rapidement et plus efficacement.
Le réseau 5G à haute capacité et faible latence fournira non seulement des avancées progressives aux applications de sécurité publique avec une connaissance de la situation basée sur l'IdO, mais permettra également à l'écosystème MNO de déployer rapidement des "tranches d'urgence" dédiées à l'intérieur et à l'extérieur de FirstNet, selon les besoins. Les capacités 5G amélioreront la capacité des premiers intervenants à porter secours à la fois aux citoyens et aux autres premiers intervenants dans la zone en détresse :
Afin de déployer rapidement une "tranche d'urgence" personnalisée pour réaliser les cas d'utilisation décrits à la figure 1, les ORM devront dédier et/ou partager des ressources, par exemple en termes de puissance de traitement, de stockage et de bande passante, et qui soient isolées des autres tranches de réseau.
Considérations de planification pour les ORM
Du point de vue de la mise en œuvre, les ORM pourraient déployer une "tranche" unique (par exemple, une tranche réservée à l'IdO) pour plusieurs secteurs verticaux (par exemple, la sécurité publique, l'automobile, l'industrie manufacturière), et également regrouper différentes tranches (telles que l'IdO, le haut débit, la faible latence) pour fournir une fonctionnalité de bout en bout à un secteur vertical spécifique.
Chacune de ces tranches a des attributs spécifiques (latence, débit, etc.) associés à la performance de cette partie spécifique et logique du réseau. En premier lieu, les ORM peuvent créer des modèles de tranches qui peuvent définir les interconnexions de réseau, les configurations qui peuvent fournir une certaine performance, comme défini par le projet de partenariat de troisième génération (3GPP TS 28.531).
Ces modèles de tranches sont pour la plupart génériques et permettent aux ORM de créer rapidement un service spécifique. Ainsi, il pourrait n'y avoir que trois tranches spécifiques dans chaque ORM, comme le montre la figure 2. Toutefois, pour les besoins verticaux de l'industrie, par exemple la sécurité publique, d'autres tâches sont nécessaires. Le cas d'utilisation (comme indiqué dans la figure 1) guidera les ORM pour créer le concept d'une "tranche privée" ou, dans le cas présent, d'une "tranche de sécurité publique".
Un modèle de tranche (tranche à faible latence ou tranche à large bande) avec des performances spécifiques requises pour un cas d'utilisation, combiné à une ou plusieurs tranches différentes, permettra de réaliser la "tranche de sécurité publique".
L'adoption d'une tranche de sécurité publique plutôt que la construction de réseaux dédiés permet non seulement d'économiser des coûts, mais aussi d'offrir de la flexibilité et des options aux clients de la sécurité publique. Bien que le découpage du réseau soit prévu pour être normalisé dans la version 16 du 3GPP (prévue en juin 2020), les ORM peuvent déjà commencer à planifier des cas d'utilisation tels que l'amélioration de la sécurité publique.
Le modèle actuel de MVNO (opérateur de réseau mobile virtuel) sera perturbé par le découpage du réseau ; les entreprises clientes peuvent se voir offrir un réseau en tant que tranche avec des accords de niveau de service garantis. Le concept de "tranche de sécurité publique en tant que service" offert aux comtés, aux villes, etc. et adapté à leurs besoins spécifiques, est très proche.
Défis et conclusion
Le réseau 5G est la première génération de réseau mobile sur le nuage. Le concept de "Tranche de sécurité publique en tant que service" est orienté vers les affaires plutôt que vers la technologie, tout en promettant la mise en correspondance transparente d'un cas d'utilisation de sécurité publique avec les fonctionnalités, les topologies et les politiques de la partie logique spécifique du réseau.
La mise en correspondance de l'architecture NFV avec la préparation de tranches spécifiques (figure 3) pour la mise en œuvre de ces modèles de services personnalisés posera des problèmes.
D'un point de vue opérationnel, une tranche de sécurité publique aura une ou plusieurs tranches de réseau qui devront être configurées, surveillées et contrôlées. Dans certains cas, le client de la sécurité publique pourrait avoir besoin d'une interface de programmation d'application (API) de l'ORM pour contrôler le service de réseau.
Les systèmes d'aide aux opérations/systèmes d'aide aux entreprises (OSS/BSS) joueront un rôle accru dans la réussite du découpage en tranches du réseau. L'automatisation en boucle fermée du découpage, de la conception au déploiement et à l'assurance, sera essentielle du point de vue de l'OSS. Les BSS devront gérer la tarification et la facturation dynamiques, ainsi que l'exécution dynamique de divers accords de niveau de service et modèles de tarification.
À l'ère de la 5G, il y a une fusion claire du domaine des opérations et du domaine commercial, ce qui permet aux ORM d'évoluer au-delà du rôle de fournisseur de connectivité, en offrant des tranches de réseau personnalisées pour des secteurs verticaux, tels que la sécurité publique.
