Rapport de recherche 2020 sur les nouvelles infrastructures 5G en Chine

1. L'importance des nouvelles infrastructures 5G

Que représente la 5G pour la société ?

Les changements dans la nature des affaires soulignent l'importance des nouvelles infrastructures 5G

Les services de communication et les êtres humains sont étroitement liés à la nature tridimensionnelle de l'être humain, notamment en ce qui concerne les fonctions que peuvent accomplir les technologies de communication de différentes générations. De la 1G à la 4G, les besoins de communication, de la voix aux images puis à la vidéo, ont été le moteur du progrès technologique. Or, à l'instar de la relation entre la physique et les mathématiques, où l'être humain explique et quantifie les phénomènes physiques par des calculs mathématiques, lorsque les rapports de causalité sont inversés, il devient difficile de trouver des preuves de l'existence dans le monde physique de nombreuses conclusions logiques issues du raisonnement mathématique, et même difficile pour l'être humain de les comprendre. Cette logique se retrouve également dans le processus de développement de la demande et de la technologie. La capacité à réaliser une communication vidéo en temps réel représente la limite des besoins fondamentaux de communication de l'être humain, mais le progrès technologique ne s'arrêtera pas pour autant, et il est difficile d'imaginer où mènera une technologie qui dépassera ces besoins fondamentaux. Par conséquent, l'émergence de la 5G ne peut se fonder uniquement sur l'amélioration du débit de transmission des données. Ce passage d'une logique quantitative à une logique qualitative de la vitesse modifiera progressivement la logique commerciale et le modèle de rentabilité actuels. Par exemple : la libération progressive du matériel intelligent, la diversification des points d'entrée des services mobiles aux entreprises et la transformation possible entre le 2C et le 2B2C, etc.

De plus grandes opportunités commerciales derrière les perspectives économiques

Les changements de propriété des supports de liaison et des terminaux de service ont déclenché une révolution dans les modèles commerciaux.

Le changement le plus visible de la 5G est l'augmentation de la vitesse de communication. Cependant, lorsque cette vitesse atteint un certain seuil, les besoins et les préoccupations des utilisateurs évoluent. De tels changements de demande se sont déjà produits à plusieurs reprises, et les besoins des utilisateurs qui se sont affaiblis à chaque étape correspondent précisément aux lacunes que la technologie a comblées lors de la révolution précédente. Par exemple : les utilisateurs s'inquiètent de la capacité de stockage des ordinateurs et des téléphones mobiles, ou encore de la vitesse de transmission des données. Ces besoins deviendront la norme pour les utilisateurs à l'ère du numérique. À l'ère de la 5G, cette évolution de la demande pourrait se manifester à deux niveaux : le remplacement des supports de communication et la séparation des droits de propriété et des droits d'utilisation des appareils intelligents.

Subversion potentielle de la logique commerciale de l'économie numérique chinoise

Une transformation profonde du modèle 2C essentiel au modèle 2B2C

Pour améliorer l'environnement 5G, la chose la plus évidente à faire pour les entreprises Internet existantes et les entrepreneurs estÀ ce stade, nous établissons une coopération avec toutes les plateformes disposant d'un lien pertinent afin d'élargir nos canaux de distribution pour nos futurs services. Par ailleurs, et c'est un point plus difficile à cerner, mais tout aussi important, concerne le choix du modèle économique.

Pour les entreprises Internet actuelles, le modèle commercial 2B2C n'est pas nouveau. Dans tous les secteurs segmentés où existent des géants, comme les services de paiement et le cloud, le 2B2C est depuis longtemps une voie commerciale que les entreprises non géantes ont empruntée, parfois à leur initiative, parfois par contrainte. Cette voie, en apparence ancienne, pourrait connaître des transformations profondes à l'ère de la 5G. Théoriquement, il existe actuellement deux modèles 2B2C. La principale différence réside dans le choix du B. Le premier est davantage valorisé par le marché : il s'agit d'un commerçant en contact direct avec l'utilisateur. Le second est une plateforme collaborative qui gère le trafic. Dans une certaine mesure, afin de garantir un excellent taux de conversion, ce second type de trafic (B) entretient une relation concurrentielle avec l'entreprise elle-même. À l'ère de la 5G, la transformation profonde du modèle 2B2C repose sur l'évolution de ce second type de trafic (B).

2 L'effet moteur des nouvelles infrastructures 5G

La nouvelle infrastructure 5G stimule le développement industriel - Institut de planification et de conception des réseaux

Les instituts de conception d'opérateurs détiennent une part de marché élevée, tandis que les instituts de conception de communications non liés aux opérateurs en tirent peu de bénéfices.

La planification des réseaux 5G consiste à définir les sites et les plans de construction en fonction des caractéristiques de la technologie 5G, de l'utilisation des bandes de fréquences et de l'environnement physique. Elle marque le début du cycle de vie du réseau 5G et constitue le premier maillon permettant de bénéficier de la politique relative aux nouvelles infrastructures 5G. Actuellement, les entreprises de planification des communications en Chine peuvent être globalement classées en quatre catégories : les bureaux d'études des opérateurs, les bureaux d'études privés, les bureaux d'études rattachés aux universités et les bureaux d'études des entreprises publiques. Parmi eux, les bureaux d'études appartenant aux opérateurs bénéficient d'un avantage considérable et détiennent une part de marché importante, notamment China Communications Services Co., Ltd., filiale de China Telecom, elle-même détenue par China Mobile et China Unicom. L'analyse qui suit s'appuie principalement sur l'exemple de la planification du réseau 5G et de l'approvisionnement centralisé de China Mobile. En novembre 2019, China Mobile a publié l'appel d'offres centralisé pour les études de conception et de faisabilité des infrastructures de communication pour la période 2020-2021, dont le montant consacré au réseau 5G s'élève à environ 28 milliards de yuans. L'institut de conception de China Mobile (China Mobile Design Institute) a remporté 26.51 milliards de yuans, soit 94.6 % des appels d'offres. Les instituts de conception de China Telecom (China Communications Consulting, Huaxin, Guangdong Telecom, Guangdong Southern Telecom et Zhongrui Communications Design Institute) ont quant à eux remporté 1.41 milliard de yuans, soit environ 5 % des appels d'offres. La part cumulée des appels d'offres remportés par les instituts de conception des opérateurs atteint ainsi près de 99.6 %. Il apparaît donc que, dans la planification des réseaux 5G, les instituts de conception des opérateurs bénéficient d'un avantage considérable, tandis que les instituts de conception non opérateurs en profitent peu et peinent à tirer pleinement parti des retombées positives de la nouvelle infrastructure 5G.

La nouvelle infrastructure 5G stimule le développement industriel – Fabricants d'équipements

Grâce à leur grande échelle et à leurs marges brutes élevées, les fabricants d'équipements 5G complets sont ceux qui en tirent le plus grand profit.

Le réseau 5G se compose de trois parties : le réseau d'accès sans fil, le réseau de transport et le cœur de réseau. Les éléments de réseau correspondants sont les stations de base, les équipements de transmission et les équipements du cœur de réseau. En 2020, le montant des appels d'offres pour les équipements 5G des trois principaux opérateurs de télécommunications chinois avoisinait les 100 milliards de yuans, dont environ 69.8 milliards pour les stations de base. Cette même année, China Mobile a acquis 230 000 stations de base et China Telecom en a acquis conjointement 250 000, portant le total à plus de 480 000 stations. Le classement par nombre de stations de base, du plus important au moins important, est le suivant : Huawei, ZTE, Ericsson et China Information Technology, avec des parts de marché respectives de 57 %, 30 %, 10.7 % et 2.3 %. Huawei et ZTE détiennent à eux deux une part de marché cumulée de 87 %. Outre les stations de base, Huawei, ZTE et Ericsson occupent également les trois premières places en matière d'acquisition de cœurs de réseau. Huawei et ZTE ont également réalisé d'importantes parts de marché dans l'acquisition d'équipements de transmission. Sur la période 2013-2019, lors du déploiement principal des réseaux 4G, la marge brute globale de Huawei, ZTE et Ericsson a dépassé les 30 %, et celle de leurs activités auprès des opérateurs était même supérieure à leur marge brute globale. On constate ainsi que l'ampleur de l'acquisition d'équipements 5G et la forte rentabilité qui en découlent sont manifestement des facteurs clés. Les principaux bénéficiaires sont les fabricants d'équipements 5G complets tels que ZTE, Huawei et Ericsson.

Les nouvelles infrastructures 5G stimulent le développement industriel - petits fabricants de stations de base

Le déploiement des réseaux 5G tarde à générer une demande en petites stations de base, et les fabricants de ces stations n'en profitent que tardivement.

Comparées aux stations de base macro, les petites stations de base désignent des points d'accès sans fil de petite taille, à faible consommation et faciles à installer. Elles complètent les stations de base macro et sont principalement utilisées dans les zones à faible couverture macro, les zones blanches et les capacités limitées. Le seuil d'accès aux petites stations de base est plus bas que pour les stations de base macro. Outre les quatre principaux fabricants de stations de base macro (Huawei, ZTE, Ericsson et Datang), de nombreuses PME se sont également lancées sur le marché des petites stations de base. Cependant, ce marché reste très concurrentiel, avec une faible concentration, et ne présente pas encore de structure oligopolistique.

D'un point de vue fonctionnel, le rôle principal des petites stations de base est de combler les zones blanches et de dissiper la chaleur. Par conséquent, lors des premières phases de déploiement du réseau 5G, axées principalement sur une couverture rapide, les opérateurs télécoms ont peu besoin de petites stations de base. Si l'on se réfère aux appels d'offres 4G, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a délivré les licences 4G en décembre 2013. En octobre 2015, China Mobile a procédé à son premier achat centralisé de petites stations de base, 23 mois plus tard. Concernant les appels d'offres 5G, le ministère a délivré les licences 5G en juin 2019. Au deuxième trimestre 2020, les trois principaux opérateurs ont finalisé leur deuxième acquisition de macro-stations de base. En septembre 2020, ils avaient déployé 690 000 macro-stations de base. Cependant, à ce jour, les opérateurs n'ont toujours pas commencé l'acquisition de petites stations de base 5G. Comparativement à la 4G, la bande de fréquence plus élevée de la 5G entraîne une couverture intérieure moins performante des macro-stations de base, un plus grand nombre de sites et des scénarios d'application plus complexes. Les avantages des petites stations de base seront alors plus évidents, et la demande pour ces stations dans le cadre du déploiement du réseau 5G se fera sentir plus tôt. Cependant, globalement, la demande de petites stations de base liée au déploiement du réseau 5G est relativement lente, et les fabricants de ces stations n'en tireront profit que plus tard.

Les nouvelles infrastructures 5G stimulent le développement industriel - Fabricants de modules optiques

Le déploiement de la 5G stimule la demande de modules optiques, et les fabricants de modules optiques spécialisés dans le marché des télécommunications en tirent un grand profit.

Actuellement, la fibre optique est devenue le principal mode de transmission de données. Les modules optiques assurent la conversion photoélectrique et électro-optique entre les équipements et les fibres optiques lors de la transmission. Une liaison par fibre optique nécessite une paire de modules optiques. Le module émetteur effectue la conversion électro-optique, tandis que le module récepteur effectue la conversion photoélectrique. Les marchés des télécommunications et des communications de données constituent les principaux domaines d'application des modules optiques. Chaque domaine d'application a ses propres exigences. Dans le déploiement des réseaux 5G, les modules optiques sont principalement utilisés pour le fronthaul (liaison d'accès entre la BBU/DU et l'AAU), le midhaul (liaison d'accès entre la DU et la CU) et le backhaul (liaison d'accès entre la CU et le cœur de réseau). L'architecture du réseau et le mode de fronthaul déterminent le nombre et le type de modules optiques nécessaires pour une station. Dans les réseaux actuels, une grande partie du fronthaul utilise une connexion directe par fibre, nécessitant trois paires de modules optiques gris 25G, tandis qu'une petite partie utilise le multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM), nécessitant trois paires de modules optiques couleur 25G. À l'heure actuelle, la BBU n'est pas encore séparée dans les réseaux existants. Si les unités CU et DU sont séparées à l'avenir, une paire de modules optiques 25G sera nécessaire pour la liaison intermédiaire.

Du point de vue de la demande, le déploiement du réseau 5G en Chine pourrait générer un marché des modules optiques d'environ 35.5 milliards de dollars. Les fabricants de modules optiques se concentrent sur différents marchés, produisent des produits variés et s'adressent à des clients différents. Toutefois, qu'ils se spécialisent dans les télécommunications ou dans la communication de données, ils peuvent réaliser une marge brute de 20 % à 30 %. En résumé, le déploiement du réseau 5G engendre une forte demande en modules optiques, et les fabricants spécialisés dans les télécommunications en tireront de grands bénéfices.

La nouvelle infrastructure 5G stimule le développement industriel – entreprises de construction d'ingénierie

Le seuil d'entrée est élevé, la concentration est forte, les qualifications des petites entreprises sont faibles et les entreprises « anciennes » bénéficient d'avantages considérables.

La construction d'un réseau 5G désigne la réalisation de ce réseau par des entreprises de génie civil, conformément au rapport de planification du bureau d'études et en respectant scrupuleusement les emplacements des équipements, les angles d'antenne et les spécifications de câblage prévus. Il s'agit de la deuxième étape du cycle de vie d'un réseau 5G. La qualification d'entrepreneur général en génie des communications est indispensable pour accéder à ce secteur ; plus la qualification est élevée, plus l'envergure des projets réalisables est importante. Actuellement, près de 4 000 entreprises en Chine possèdent cette qualification. Parmi elles, plus de 290 sont capables de prendre en charge des projets d'envergure, tels que l'installation d'équipements, c'est-à-dire qu'elles détiennent la qualification d'entrepreneur général de premier niveau. La concurrence dans ce secteur est féroce.

3    Plusieurs parties collaborent pour accélérer le déploiement de la nouvelle infrastructure 5G

développement de la technologie 5G

Les fabricants et les opérateurs d'équipements devraient continuer d'accroître leurs investissements dans la recherche et le développement afin de promouvoir le développement continu de la technologie 5G.

Comme mentionné précédemment, le développement de la 5G est un processus de longue haleine, et l'avancement de la normalisation, de la commercialisation et du déploiement du réseau influencera la vitesse de déploiement des nouvelles infrastructures. Les normes 5G évoluent constamment afin de mieux concrétiser la vision de la 5G. La norme R15, principalement destinée aux applications eMBB et uRLLC de base, répond aux fonctions essentielles de la 5G et a été finalisée en juin 2019. La norme R16, basée sur la norme R15, améliore d'une part les fonctionnalités de la R15 telles que le MIMO et la double connectivité, et d'autre part, étend ses nouvelles fonctionnalités, principalement pour les applications sectorielles. Elle a été finalisée en juin de cette année. La norme R17, basée sur la R16, est toujours en cours d'élaboration, dans l'optique d'améliorer les fonctionnalités existantes et d'en développer de nouvelles. Sa finalisation est prévue pour septembre 2021. En tant que membres majeurs du 3GPP, les principaux fabricants d'équipements et opérateurs doivent veiller à poursuivre leurs investissements en R&D afin de garantir la finalisation de la norme R17 et des normes suivantes dans les délais prévus. Il faut environ un an pour transformer les spécifications techniques en produits commerciaux. La norme R16 vient d'être finalisée et les fabricants d'équipements doivent accroître leurs investissements en recherche et développement afin de concrétiser au plus vite les nouvelles fonctionnalités de cette norme. Le déploiement actuel des réseaux repose principalement sur la norme R15. D'une part, les opérateurs doivent activement promouvoir l'adoption des nouvelles fonctionnalités de la norme R16. D'autre part, ils doivent augmenter leurs investissements pour favoriser la maturité des solutions de découpage de réseau et d'informatique de périphérie afin de répondre aux besoins des secteurs verticaux.

Promouvoir des technologies plus matures est la priorité du développement des réseaux mobiles. L'investissement continu en R&D des opérateurs et des fabricants d'équipements garantit l'évolution constante de ces technologies. Comparée aux générations 2G/3G/4G, la 5G étend pour la première fois la communication centrée sur l'humain à une communication centrée sur les personnes et les objets. Sa capacité à tout connecter ouvre un champ des possibles illimité pour le développement du secteur. Les attentes élevées des pays vis-à-vis de la 5G ont conduit à une commercialisation prématurée de cette norme. Bien que mon pays ait entamé le déploiement à grande échelle de stations de base, celui-ci repose principalement sur la technologie R15, compatible avec les applications eMBB. Pour accélérer la construction de l'infrastructure 5G, il est indispensable, outre l'accélération du déploiement des stations de base, d'accélérer également le développement de la technologie 5G afin de construire des réseaux 5G de haute qualité et de favoriser l'essor des applications industrielles. Au vu des dépenses globales de R&D des principaux fabricants d'équipements de réseaux mobiles au cours des dix dernières années, on observe une tendance à la hausse. Cependant, les investissements d'Ericsson et de ZTE sont restés relativement stables ces deux dernières années. Actuellement, les applications de la 5G sont encore à leurs débuts et nécessitent un développement continu des normes, des produits et des solutions. Par conséquent, les fabricants d'équipements et les opérateurs doivent continuer d'investir dans la recherche et le développement afin de favoriser l'essor de la technologie 5G.

coût du réseau 5G

Optimisation par étapes, axée sur l'utilisateur, du déploiement précis et de la maintenance pour améliorer l'utilisation des stations de base

Comparativement à la 4G, le coût du réseau 5G est plus élevé, ce qui se traduit par des coûts de construction et d'exploitation importants. Les coûts de construction élevés sont principalement dus au grand nombre de sites à construire et au prix élevé d'une station de base. Les coûts d'exploitation élevés sont principalement dus au grand nombre de stations de base et à la forte consommation énergétique de chaque station. La réduction continue des coûts du réseau 5G est devenue la priorité absolue de l'ensemble de la chaîne de valeur de la 5G. En matière de construction de réseau, l'Union chinoise des télécommunications privilégie une approche de co-construction et de partage, et China Mobile recherche activement une coopération avec la Radio-Télévision chinoise afin de réduire les coûts. Concernant les coûts d'exploitation, le gouvernement s'efforce de réduire les prix de l'électricité, les fabricants d'équipements réduisent la consommation énergétique des stations de base grâce à des améliorations matérielles, les opérateurs de tours encouragent la conversion de leur alimentation électrique vers une alimentation directe, et les opérateurs désactivent intelligemment les canaux 5GAAU.

Au vu du fonctionnement des réseaux 4G, outre le maintien des mesures de réduction des coûts mentionnées précédemment, les opérateurs doivent également optimiser le taux d'utilisation des stations de base 5G afin de réduire les coûts et d'améliorer la rentabilité des investissements. Prenons l'exemple du fonctionnement des stations de base de China Mobile dans une ville donnée, lors d'une journée d'août 2020. Certaines cellules restent inactives 24h/24, et entre 200 et 1 000 cellules enregistrent un trafic montant et descendant inférieur à 1 million de connexions par jour. En supposant que cette situation se reproduise dans les futurs réseaux 5G de cette ville, un calcul simple, basé sur une consommation à vide de 2.3 kW pour une station de base 5G et un coût de transfert d'électricité de 1.3 yuan/kWh, permet d'estimer la consommation électrique horaire d'une station à vide à environ 3 yuans. La facture d'électricité pour une communauté n'ayant aucune activité commerciale en ville pendant une journée s'élève alors à environ 11 000 yuans, et celle pour une communauté dont le chiffre d'affaires est inférieur à 1 million d'habitants est d'environ 28 000 yuans.

Grâce à la collaboration entre la 4G et la 5G, la 4G répond aux besoins professionnels quotidiens des utilisateurs finaux. La valeur ajoutée de la 5G se manifeste dès maintenant dans des applications telles que la vidéo 8K, la réalité virtuelle dans le cloud et les jeux en nuage. Outre les utilisateurs désireux d'expérimenter de nouvelles technologies et peu sensibles au prix, les adeptes des jeux en nuage, de la réalité virtuelle dans le cloud et des vidéos haute définition 8K, conscients des avantages de la 5G, sont plus enclins à opter pour les forfaits 5G. Lors de la planification, les principes doivent être affinés, la volonté des utilisateurs mobiles de passer à la 5G pleinement prise en compte et un déploiement progressif et précis mis en œuvre afin d'éviter une faible activité prolongée des stations de base 5G. Lors de la maintenance et de l'optimisation, des indicateurs tels que la couverture, le débit de connexion et le taux d'échec d'appel ne doivent pas servir de critères d'évaluation. Les réclamations des utilisateurs ne doivent plus constituer le seul lien entre le service réseau et les utilisateurs. Un canal de retour d'information en temps réel doit être établi afin de prendre pleinement en compte les avis des utilisateurs. Globalement, outre la poursuite des mesures visant à réduire les coûts, les opérateurs doivent également être orientés vers l'utilisateur, procéder par étapes à une optimisation précise du déploiement et de la maintenance, et améliorer l'utilisation des stations de base.

Application réseau 5G - Application C-end

Les opérateurs devraient adopter la gestion de la valeur, accélérer la facturation multidimensionnelle et coopérer avec les applications pour promouvoir

L'utilisation des applications est le moteur constant du développement de la nouvelle infrastructure 5G. Comparée à la 4G, la croissance du nombre d'utilisateurs 5G est plus lente. Prenons l'exemple de China Mobile, leader en termes d'utilisateurs 4G et 5G : au quatrième trimestre suivant le lancement de la 5G, le nombre d'utilisateurs 5G a atteint 70.2 millions, contre 90.06 millions au quatrième trimestre suivant le lancement de la 4G. Concernant la vidéo mobile, l'ère de la 3G a commencé. Bien qu'il s'agisse d'un besoin fondamental et courant, les performances du réseau 3G ne permettent pas d'offrir une expérience optimale. La vitesse accrue du réseau 4G permet une expérience vidéo plus nette et plus fluide. La perception des utilisateurs s'en trouve nettement améliorée, et l'envie de passer à la 4G est forte. Par conséquent, les opérateurs ont élaboré des forfaits de différents niveaux en fonction du volume de trafic, ont classé les utilisateurs haut de gamme, moyens et bas de gamme en fonction de leurs frais téléphoniques actuels, et ont promu les forfaits du plus élevé au plus bas, obtenant ainsi de bons résultats.

Cependant, les téléphones mobiles, les jeux et la réalité virtuelle dans le cloud, ainsi que la vidéo haute définition 8K, sont encore à leurs débuts et nécessitent une maturation technologique. Actuellement, leurs besoins diffèrent. De plus, chaque application a des exigences de performance réseau spécifiques. Un seul réseau public ne peut garantir une expérience optimale pour toutes les applications. Le découpage du réseau est donc nécessaire pour créer des réseaux virtuels aux performances variées. Par conséquent, les réseaux 5G requièrent des méthodes de tarification plus flexibles. Bien que les opérateurs aient proposé une tarification « multidimensionnelle », ils continuent d'exploiter les capacités de la 4G pour tenter de séduire les utilisateurs de milieu et haut de gamme. Pour la plupart des utilisateurs, la 4G répond à leurs besoins quotidiens, tandis que la 5G n'apporte pas d'amélioration qualitative des services existants et que le coût des forfaits est élevé, ce qui les dissuade de passer à la 5G. Les opérateurs devraient adopter une gestion de la valeur, accélérer le déploiement de la facturation multidimensionnelle, collaborer avec les plateformes tierces et promouvoir efficacement la 5G auprès des utilisateurs les plus à même d'en percevoir la valeur. Par exemple, les opérateurs peuvent coopérer avec les plateformes de jeux en nuage et de réalité virtuelle en nuage pour recommander sur la plateforme de jeu en nuage VR des forfaits de télécommunications plus adaptés au jeu.

Application réseau 5G - Application B-end

Les applications industrielles seront mises en œuvre par étapes afin d'accélérer l'intégration des TIC et de favoriser le déploiement rapide d'applications à grande échelle.

Pour la première fois, les applications industrielles sont devenues un scénario d'application clé pour les services de réseaux cellulaires sans fil et constitueront également le moteur de la croissance continue des revenus des opérateurs de communications. Ces deux dernières années, opérateurs et fabricants d'équipements se sont activement efforcés d'intégrer la 5G à l'industrie et d'en exploiter pleinement le potentiel. Cependant, la diversité et la complexité de ces applications font de l'intégration de la 5G un processus long. Certains scénarios d'application présentent encore des obstacles techniques autres que les réseaux, ce qui implique un déploiement progressif de la 5G dans l'industrie. Le développement de ces applications se heurte à des problèmes tels que l'immaturité des réseaux, le manque d'intégrateurs de solutions, la fragmentation de la demande, les coûts de personnalisation élevés, le nombre limité de terminaux industriels et l'incertitude des modèles économiques. La poursuite des efforts de toutes les parties prenantes est indispensable. Actuellement, les solutions 5G pour des applications telles que la télémédecine, l'usine intelligente, l'énergie intelligente et l'Internet des véhicules sont principalement composées de solutions informatiques et de solutions de télécommunications. La 5G est une composante majeure de ces dernières. Les solutions informatiques nécessitent une compréhension approfondie des scénarios d'application et accélèrent l'intégration de la 5G et des applications industrielles. De manière générale, le déploiement des applications industrielles 5G doit se faire par étapes, en fonction de la maturité technologique. Les premières applications disponibles sur le marché doivent accélérer l'intégration des solutions informatiques et des solutions de télécommunications afin de favoriser leur déploiement à grande échelle.

Les opérateurs utilisent des réseaux privés pour fournir des réseaux et des services personnalisés

Les opérateurs doivent accélérer la maturation des réseaux privés virtuels 5G et promouvoir le développement d'applications industrielles 5G.

Les opérateurs souhaitent utiliser les réseaux privés sectoriels 5G pour offrir aux utilisateurs des réseaux et des services personnalisés. Du point de vue de l'isolation des ressources, les réseaux privés sectoriels se divisent en réseaux privés virtuels (VPN) et en réseaux privés physiques (PPN). Les VPN sont principalement mis en œuvre par le biais du découpage de réseau et de l'intégration au réseau central. Les PPN utilisent des bandes de fréquences et des stations de base dédiées, ainsi que des réseaux centraux indépendants ou partagés. Selon l'étendue des services réseau, les réseaux privés sectoriels se répartissent en réseaux privés étendus (WAN) et en réseaux privés locaux (LAN). Le WAN est un service de découpage de réseau s'appuyant sur les ressources du réseau public de bout en bout de l'opérateur. Il cible principalement les applications à forte dispersion géographique et à large couverture, telles que les transports, l'énergie électrique, l'Internet des véhicules et les très grandes entreprises multisectorielles. Le LAN comprend deux solutions : le VPN local et le PPN local. Il convient aux entreprises opérant dans des zones géographiques spécifiques. Grâce au réseau 5G déployé dans la zone concernée, l'activité est confinée afin de garantir que le cœur de métier de l'entreprise reste au sein de son périmètre. Les principaux scénarios d'application concernent les entreprises de type parc industriel/usine, telles que la fabrication, la sidérurgie, la pétrochimie, les ports, l'éducation et les soins médicaux.

À l'heure actuelle, la technologie de découpage de réseau n'est pas encore mature et la commercialisation des réseaux privés virtuels (VPN) prendra du temps. Bien que les réseaux privés physiques locaux (LPN) offrent de bonnes performances, leur coût est élevé. De manière générale, le développement des réseaux privés dans le secteur de la 5G sera progressif. Les opérateurs doivent accélérer la maturation des VPN 5G et favoriser le développement des applications industrielles de la 5G.

4    Analyse des secteurs importants de la nouvelle infrastructure 5G

chaîne industrielle des nouvelles infrastructures 5G

Outre l'équipement principal, les équipements auxiliaires tels que les microstations, les antennes et les modules optiques méritent une attention particulière.

Les modules optiques sont les éléments de base des réseaux 5G

La 5G pose de nouveaux défis à l'industrie des modules optiques, et les fabricants nationaux de modules optiques développent des puces en amont.

Les modules optiques constituent les éléments de base des équipements de la couche physique des réseaux 5G et sont utilisés dans les équipements sans fil et de transmission. Comparée à la 4G, la large bande passante de la 5G exige des modules optiques plus performants. Les différentes solutions de liaison d'accès (fronthaul) nécessitent différents types de modules optiques. L'évolution du CPRI vers l'eCPRI impose des exigences plus strictes en matière de résistance aux hautes températures des modules optiques de liaison d'accès, ce qui représente un nouveau défi pour l'industrie. Bien que les fabricants chinois de modules optiques se soient hissés au premier rang du marché mondial, leur développement national dans le domaine des puces de cœur de réseau reste limité et ils dépendent principalement des importations, notamment pour les modules optiques haut débit nécessaires au déploiement des réseaux 5G. Actuellement, des fabricants chinois tels qu'Optoelectronics et HiSilicon ont commencé à développer des puces pour modules optiques, mais leurs capacités globales restent nettement inférieures à celles des pays étrangers. Dans un contexte de substitution nationale, on peut s'attendre à ce que le nombre de fabricants chinois de modules optiques développant des puces augmente progressivement.

Les petites stations de base deviendront un élément important des réseaux 5G

Le statut des petites stations de base 5G s'est amélioré. Il est nécessaire d'accélérer le développement du produit et d'attendre les opportunités qui se présenteront.

La bande de fréquence principale de couverture de la 4G se situe entre 1.8 GHz et 2.3 GHz, tandis que celle de la 5G s'étend de 2.6 GHz à 3.5 GHz. Si la haute fréquence de la 5G entraîne une augmentation du nombre de stations de base, elle complexifie également la couverture intérieure. Les petites stations de base, compactes et faciles à déployer, permettent de résoudre les problèmes liés au choix des sites extérieurs et à la couverture intérieure, et deviendront un élément indispensable du déploiement des réseaux 5G. Afin de répondre aux besoins des différents scénarios d'application de la 5G, l'architecture réseau des petites stations de base est simplifiée, leurs performances (nombre de cellules, consommation d'énergie et nombre d'utilisateurs) sont considérablement améliorées, et elles prennent également en charge le déploiement dans le cloud, offrant ainsi une plus grande ouverture. Actuellement, les réseaux 5G sont en phase de déploiement à grande échelle pour atteindre une couverture de base. Profitant de cette période, les fabricants de petites stations de base doivent accélérer la maturation de leurs produits et anticiper l'arrivée des exigences de couverture étendue.

L'antenne constitue l'entrée et la sortie du réseau 5G

Les antennes 5G et les fréquences radio sont étroitement liées, ce qui accroît la dépendance vis-à-vis des fabricants d'équipements de stations de base.

Selon les scénarios d'application de couverture, les antennes des réseaux cellulaires mobiles se divisent en antennes de station de base et antennes distribuées d'intérieur. Les premières sont utilisées pour la couverture extérieure, les secondes pour la couverture intérieure. L'utilisation de la technologie Massive MIMO a eu un impact majeur sur les antennes 5G. Du point de vue de la couverture extérieure, l'antenne de station de base est passée de 8T8R (4G) à 64T64R (5G). Afin de résoudre les problèmes de connexion entre la radiofréquence et l'antenne, les RRU et les antennes sont fusionnées, et la 5G abandonne l'architecture à trois niveaux initiale (BBU + RRU + antenne) au profit d'une architecture à deux niveaux (BBU + AAU). Du point de vue de la couverture intérieure, le nouveau système de distribution d'intérieur remplacera le système DAS traditionnel et deviendra la solution principale. La forme de l'antenne a également évolué, passant de l'antenne passive monocanal initiale à l'unité radiofréquence pRRU avec antenne intégrée. Bien qu'il existe actuellement des solutions de couplage lâche où la fréquence radio est fixée derrière l'antenne, le couplage fort entre l'antenne et la fréquence radio reste la solution dominante à l'ère de la 5G. Outre les capacités de production d'antennes de Huawei, les fabricants d'équipements tels que ZTE, Ericsson et CITIC (Datang Mobile) doivent tous nouer des partenariats stratégiques avec les fabricants d'antennes afin de proposer aux opérateurs des solutions complètes d'antennes et de fréquences radio. Par conséquent, la part de marché des antennes dépend, dans une certaine mesure, de celle des fabricants d'équipements, et cette dépendance s'est accrue.

Le délai imparti aux gouvernements locaux pour promouvoir la mise en œuvre de l'industrie 5G

Percée unique dans la chaîne industrielle et opportunités de développement pour les intégrateurs

Dans le contexte actuel en Chine, la nouvelle infrastructure 5G représente un secteur clé pour la croissance économique. Comparée aux infrastructures de communication traditionnelles, la 5G exige davantage de constructions et d'équipements, ce qui engendrera inévitablement une nouvelle vague d'investissements. Comme mentionné précédemment, les modules optiques, les petites stations de base et les antennes constituent des secteurs porteurs au sein de l'industrie 5G existante. Toutefois, ces trois secteurs présentent des spécificités. Les modules optiques forment déjà un pôle industriel en Chine. La Vallée de l'optique de Wuhan a été désignée zone de haute technologie nationale par le Conseil d'État en 1991. En 2001, elle a été reconnue comme base nationale pour l'industrie optoélectronique par l'ancienne Commission d'État à la planification et le ministère des Sciences et des Technologies. Quant aux petites stations de base et aux antennes, bien qu'elles nécessitent une augmentation de leur capacité de production, elles ne présentent pas encore de structure de cluster et requièrent des opérations spécifiques. Le développement de ces trois industries existantes peut favoriser l'essor de l'industrie 5G dans une région donnée et, par la suite, renforcer son attractivité pour d'autres secteurs.

De plus, le développement des intégrateurs est un secteur qui offre un vaste champ d'innovation pour les futures applications et le déploiement de la 5G. Actuellement, les opérateurs sont très actifs dans la promotion de la 5G. Ils peuvent prendre l'initiative de trouver des fournisseurs pour mener des projets pilotes sans se soucier du retour sur investissement. À terme, les opérateurs ne factureront que les frais de service réseau. Par conséquent, si la demande de numérisation des entreprises augmente, ces sociétés ne pourront pas être les seules à y répondre. D'une part, il existe des barrières sectorielles insurmontables. D'autre part, les petites entreprises ne peuvent pas tout prendre en charge. Du point de vue de la demande, pour une solution intégrée, le réseau constitue la base, et les technologies de l'information sont nécessaires à un niveau supérieur. Pour les utilisateurs, il est impossible de trouver plusieurs entreprises capables de réaliser l'ensemble de la solution. Actuellement, les opérateurs, les fournisseurs d'équipements et les intégrateurs H3C historiques travaillent tous sur des solutions intégrées, mais ils ne maîtrisent que les solutions CT et manquent de compétences en matière de technologies de l'information. Une différence majeure entre la 5G et la 4G réside dans leur objectif ultime : stimuler le développement des services aux entreprises. La 5G est donc appelée à impulser le progrès commun d'un ensemble de technologies de communication, dont les réseaux cellulaires. Dans ce processus de développement des services aux entreprises, les capacités de connexion s'apparentent à de nombreuses capacités fondamentales des services aux entreprises. Les intégrateurs doivent les exploiter pour concevoir des solutions adaptées à différents secteurs. Outre les investissements dans les nouvelles infrastructures 5G, cette dimension des services aux entreprises constituera la plus grande opportunité de création de valeur pour l'économie réelle.

Orientation d'intégration autour de scénarios d'application

Le développement se concentre sur les solutions destinées aux applications industrielles de type B.

L'UIT-R définit trois grands scénarios d'application pour la 5G : eMBB, uRLLC et mMTC. L'eMBB (haut débit mobile amélioré) désigne principalement les applications Internet mobile grand public à fort trafic, telles que la vidéo haute définition 4K/8K, la réalité augmentée/virtuelle et l'holographie 3D. L'uRLLC (ultra-haute fiabilité et faible latence) concerne principalement les applications industrielles exigeant une fiabilité et une latence extrêmement élevées, comme la production industrielle, la télémédecine et la conduite autonome. Le mMTC (communications massives de type machine) désigne principalement les scénarios d'application basés sur un grand nombre de capteurs, comme les maisons intelligentes, les villes intelligentes et la surveillance environnementale à grande échelle.

L'engouement suscité par la 5G a engendré de nombreux scénarios d'application, tant pour les consommateurs que pour l'industrie. Cependant, pour déterminer si ces scénarios relèvent véritablement de la 5G, il est nécessaire d'analyser la pertinence de cette technologie au regard des besoins spécifiques de chaque application. Une analyse comparative est menée selon six dimensions : la bande passante, la latence, la fiabilité, la mobilité, le volume de connexions et la couverture. Comparée à la 4G, la 5G offre une bande passante plus large, une faible latence et une fiabilité accrue. Par rapport à la fibre optique, elle se distingue par une mobilité et un volume de connexions élevés. Son principal inconvénient réside dans sa faible couverture en intérieur. Ainsi, lorsque la 5G est déployée dans les industries locales et apporte des solutions aux environnements industriels, elle constitue fondamentalement la synthèse d'un ensemble de technologies de communication et de technologies de l'information.

Vallée de l'optique de Wuhan, Chine

L'extension industrielle et l'effet de valorisation de la marque de la ville induits par l'agglomération des industries de haute technologie

Parmi les exemples existants, la zone de haute technologie du lac de l'Est à Wuhan est la plus représentative de l'industrie des nouvelles infrastructures 5G et est surnommée la « Vallée de l'optique chinoise ». Elle constitue le plus grand centre mondial de recherche et développement de fibres et câbles optiques, le plus grand centre chinois de recherche et développement et de production de dispositifs optiques, ainsi que le plus grand centre chinois de production de lasers. La Vallée de l'optique représente 66 % du marché national et 25 % du marché international en matière de fibres et câbles optiques, se classant ainsi première au niveau mondial en termes de ventes. Les entreprises leaders du secteur des fibres optiques, China Information Technology et YOFC, ainsi que les principaux fabricants de modules optiques, Guangxun Technology, Huagong Technology et HiSilicon, sont tous concentrés à Wuhan. Cette double concentration de capacités de production et d'entreprises a considérablement renforcé la notoriété de la zone de haute technologie du lac de l'Est. Par ailleurs, outre l'industrie optique elle-même, grâce à l'effet d'entraînement des industries de haute technologie, la Vallée de l'Optique regroupe également plusieurs secteurs clés tels que la biomédecine, les économies d'énergie et la protection de l'environnement, la fabrication d'équipements de pointe et les services modernes, contribuant ainsi largement à asseoir l'image de Wuhan comme ville phare des hautes technologies aux États-Unis. Cet ensemble d'activités a un impact significatif sur l'attraction des talents et la dynamisation de l'économie.

Des politiques préférentielles et un soutien visant à assurer la survie et le fonctionnement de base des entreprises

En 2001, la zone de haute technologie du lac de l'Est de Wuhan a été officiellement baptisée « Vallée de l'optique de Chine ». En 2000, le gouvernement de Wuhan a lancé 14 mesures incitatives claires et quantifiables pour la Vallée de l'optique. Ces mesures portent principalement sur les aspects suivants :

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