Private 5G

Réseaux privés 5G

Comprehensive 5G Solutions for Private 5G Networks

Les réseaux privés 5G jouent un rôle de catalyseur de l’industrie 4.0 et des usines intelligentes, centrales électriques et bâtiments du futur. Le nombre d’options de déploiement 5G offertes aux entreprises privées se développe, tout comme l’importance donnée à la précision et à l’efficacité des tests de réseaux 5G. VIAVI a développé un portefeuille de solutions de test de réseaux 5G intuitives, rentables, complètes et parfaitement adaptées aux tests et à l’assurance des réseaux privés 5G tout au long du cycle de vie du réseau.

Qu’est-ce qu’un réseau privé 5G ?

L’expression « réseau privé 5G » sert à décrire un système cellulaire 5G conçu et exploité exclusivement pour l’usage privé d’une entreprise, d’un individu ou d’un organisme gouvernemental. Les réseaux privés 5G sont définis par le 3GPP comme étant des réseaux non publics qui ont généralement recours à un déploiement plus concentré, à plus petite échelle, afin de répondre aux besoins d’une organisation en termes de fiabilité, de disponibilité et d’entretien.

Les réseaux privés de plus ancienne génération utilisant le sans-fil 4G LTE fournissent une couverture étendue et des options de personnalisation. En apportant une communication ultra-fiable à faible latence (ultra-reliable, low-latency communication, URLLC), les réseaux privés 5G changent la donne. Ils prennent notamment en charge les technologies de l’Internet des objets (IdO) et de l’industrie 4.0, ainsi que les applications de sécurité publique critiques. Le marché des réseaux privés 5G est également alimenté par un accès amélioré au spectre, par la spécialisation des cas d’utilisation et par les préoccupations en matière de sécurité réseau.

À qui s’adressent les réseaux privés 5G ?

Avec l’expansion et l’amélioration des services de 5G publics, la logique derrière l’utilisation de réseaux privés dans un monde déjà desservi par la 5G peut paraître floue. La gestion des licences pour un spectre 5G privé, l’achat et l’installation d’une infrastructure réseau complexe, et le suivi des problèmes de réseau et des KPI (Key Performance Indicator) sont autant de tâches complexes et chronophages.

Les organisations pour lesquelles un réseau privé 5G s’avèrerait bénéfique présentent des caractéristiques communes. Elles partagent notamment des exigences importantes en matière de sécurité et/ou de confidentialité, d’offres de service uniques, de calendrier de déploiement 5G accéléré ou d’une combinaison de ces facteurs. Alors que la 5G continue à s’enrichir de nouvelles capacités, de nombreuses organisations souhaitent simplement anticiper et assurer un futur avantage à leur exploitation.

  • Le secteur de la production reconnaît le potentiel énorme des réseaux privés 5G. Les communications à haute bande passante et faible latence constituent la clé de voute sur laquelle reposent les innovations en matière de robotique de pointe, de gestion des matériaux et de maintenance prédictive.
  • Le terme « industrie 4.0 » est utilisé pour décrire la révolution 5G s’ajoutant à l’automatisation et aux contrôles informatiques existants ainsi que l’augmentation sans précédent de la précision et de l’efficacité de ces technologies. Au sein d’une usine intelligente, un réseau privé 5G minimisera les connexions filaires, harmonisera la collecte et l’analyse des données, et améliorera la sécurité des humains présents sur site.
  • Les entreprises classiques des secteurs tels que la santé, l’éducation et les transports publics ont aussi potentiellement beaucoup à gagner en déployant des réseaux privés 5G. Ces secteurs peuvent utiliser des réseaux privés 5G pour renforcer la logistique, la couverture et la sécurité. Des violations de données d’entreprises hautement médiatisées ont souligné l’importance de la protection de la confidentialité et de la sécurité des clients.

Applications des réseaux privés 5G

Les technologies de l’industrie 4.0 animent les robots autonomes et les systèmes de transport, et acheminent les communications entre machines (machine-to-machine, M2M) dans les usines, les centrales électriques et les centres de distribution. Le nombre d’applications privées supplémentaires servant à assurer une connexion à haut débit et à faible latence semble infini. Les lieux fermés sont particulièrement compatibles avec la technologie de petites cellules 5G et la transmission à duplex par séparation temporelle (time division duplex, TDD), car les signaux qui rebondissent ou sont réfléchis dans un espace confiné renforcent la redondance et augmentent la capacité des canaux.

Event Solutions

 

Les stades et les centres commerciaux font partie des lieux fermés faisant face à une importante demande de connectivité pendant les heures de pic d’exploitation. En outre, l’essor de la 5G augmentera la demande en matière de contenu en streaming, de réalité augmentée et d’autres applications gourmandes en bande passante. Les réseaux privés 5G peuvent répondre à ces défis et transformer les grands sites fermés en « infrastructures intelligentes » dotées de capacités renforcées. Les technologies d’IdO et de beamforming (création de faisceaux directifs) peuvent harmoniser les activités et la mise à disposition de services de ces sites.

Retail Solutions

 

Les raffineries de pétrole et de gaz ont reconnu depuis longtemps la valeur des réseaux privés et certaines d’entre elles utilisent du matériel dépassant la portée des réseaux sans fil disponibles dans le commerce. Ces sites couvrent de plus grandes aires géographiques et abritent des machines, capteurs et fonctionnalités de sécurités critiques. Les réseaux privés 5G conçus pour l’IdO industriel permettent de suivre et d’entretenir ces vastes réseaux interconnectés en toute sécurité et en temps réel.

Fleet Solutions

 

Les villes intelligentes représentent la vision utopique d’un futur assisté par la 5G. Les systèmes de transport intelligents utiliseront la technologie V2X (Communication de véhicule avec tout) à faible latence pour transporter efficacement les passagers entre divers sites, également connectés, qu’il s’agisse de centres commerciaux ou de divertissement, ou d’espaces de travail. Cette ville idéalisée emploiera probablement une combinaison de réseaux indépendants de petites cellules, de réseaux privés gérés par des fournisseurs de réseaux 5G commerciaux et de réseaux 5G publics généraux. 

Smart Cities

 

Quelles sont les exigences des réseaux privés 5G ?

Les réseaux privés 5G peuvent prendre en charge les canaux de communications critiques devant rester opérationnels même en cas d’évènements imprévus. Selon l’application, les exigences en matière de disponibilité, de fiabilité, de compatibilité et de qualité de service (QoS) d’un réseau privé 5G peuvent être encore plus strictes que celles des architectures de réseaux commerciaux.

  • Il faut passer d’une architecture à cellules à une architecture à faisceaux directifs dans laquelle le beamforming statique et dynamique joue un rôle central dans les performances, l’optimisation et la localisation intelligente.
  • Mise en œuvre d’une architecture réseau centrale basée sur les services (service-based core network architecture, SBA).
  • Les réseaux virtuels définis par logiciel (software defined networks, SDN) prendront en charge le découpage réseau en tranche (Network Slicing) et la mise à disposition de services automatique pour les cas d’utilisation de la 5G : Haut débit mobile amélioré (enhanced mobile broadband, eMBB), les communications massives entre machines (massive machine type communications, mMTC) et les communications à faible latence et à haute fiabilité (ultra-reliable low latency communications, URLLC).

Technologie O-RAN sur réseau privé 5G

Les normes du 3GPP pour les réseaux privés 5G permettent aux entreprises de définir et de développer leurs propres réseaux sans fil. C’est l’occasion idéale pour passer d’une architecture de réseau d’accès sans fil (RAN) propriétaire à une architecture de réseau d’accès sans fil ouvert (O-RAN). La technologie O-RAN favorise une approche associative pouvant combiner les meilleurs éléments des réseaux d’accès sans fil (RAN) proposés par plusieurs fournisseurs de réseaux privés 5G. Les opérateurs bénéficient de la compétition et de l’innovation inhérentes au lancement de la technologie O-RAN.

What is O-RAN?

Le rôle des petites cellules au sein des réseaux privés 5G

Comme le laisse deviner leur nom, les « petites cellules » se servent de petits nœuds de distribution à courte portée pour créer une grille 5G sans fil rentable, en intérieur comme en extérieur. La mobilité, la stabilité et la couverture remarquables offertes par les réseaux de petites cellules peuvent être utilisées par les centres commerciaux, les immeubles de bureaux, les universités, les usines de production et de nombreux autres réseaux privés dans un monde où la 5G est généralisée.    

  • Faible coût de déploiement
    L’équipement des petites cellules est conçu pour réduire la complexité. Il est facile d’installer des émetteurs-récepteurs à petites cellules en grand nombre sur des murs, des poteaux et d’autres objets communs. Les options de liaison sont également flexibles, la fibre optique, les câbles et les micro-ondes constituant autant de solutions viables. Les microcellules répondent de façon fiable à la demande de capacité d’un grand nombre d’utilisateurs sur une vaste aire de couverture.
  • Bande exemptée de licence
    Les réseaux privés 5G construits à l’aide de nœuds mmWave à petites cellules peuvent utiliser des bandes de fréquence exploitées sans licence, comprises entre 57 et 71 GHz. Ces 14 GHz de spectre continu et gratuit offrent un réseau privé 5G et permettent de fournir un service de bande passante puissant et rentable.

Sécurité des réseaux privés 5G

Bien que les réseaux privés soient souvent associés à une sécurité renforcée, ce n’est pas forcément le cas. Les déploiements d’IdO peuvent agrandir la surface d’attaque pour les hackers potentiels. L’utilisation de solutions O-RAN issues de fournisseurs différents peut également créer des vulnérabilités associées à l’interprétation et l’interopérabilité des normes. Les activités et actifs des entreprises spécialisées en réseaux privés 5G et les performances des réseaux privés sont étroitement liés. Cela rend les services de sécurité à valeur ajoutée essentiels.

La solution de performance pour l’émulation et la sécurité des applications TeraVM de VIAVI constitue une option proactive pour la sécurité de votre réseau privé 5G. La plateforme TeraVM inclut une émulation des menaces réelles basée sur les dernières archives CVE (Common Vulnerability and Exposure). Les vulnérabilités potentielles sont identifiées via une analyse avancée des menaces, et la fiabilité des technologies d’accès sécurisé peut être validée.

Défis spécifiques aux tests d’un réseau privé 5G

La diversité des cas d’utilisation d’un réseau privé 5G d’entreprise rend les tests de réseaux à la fois délicats et indispensables. Le réseau d’une usine automatisée peut inclure des capteurs, des échanges de données en M2M, de la robotique et d’autres applications à faible latence. Le campus d’une université comptera probablement bien moins d’appareils connectés à l’IdO, mais devra répondre à la demande d’un nombre plus élevé d’utilisateurs abonnés à des services gourmands en bande passante.

Industry Automation

L’investissement nécessaire au déploiement d’un réseau privé 5G peut être important. Il est donc vital de trouver une solution de test rentable avant le lancement du réseau afin de valider tous les scénarios de mobilité. Les propriétaires d’infrastructures et les concepteurs de réseaux privés peuvent tirer profit de l’expertise d’experts du marché afin de s’assurer de bonnes performances réseau et de maximiser le retour sur investissement.

  • Le déploiement de petites cellules peut être particulièrement difficile, à commencer par l’optimisation du placement des cellules afin de garantir la couverture et les performances (débit). La fiabilité d’un tel système est cruciale, car toute défaillance de l’équipement peut fortement affecter la QoS. Un test de réseaux et un mappage de la couverture minutieux font partie des bonnes pratiques pour garantir la performance des petites cellules.
  • Tester les cœurs 5G autonomes est essentiel pour garantir la fiabilité d’un réseau privé, en particulier pour une application d’industrie 4.0 et pour les autres cas d’utilisation à l’échelle industrielle. La solution TeraVM 5G Core Test fournit une méthode efficace pour valider le cœur 5G et la SBA en simulant des conditions réelles. L’émulation de cœurs 5G peut également servir à effectuer un test de contrainte de l’infrastructure réseau pour s’assurer que les KPI sont respectés.

Commenter tester un réseau privé 5G ?

Bien que les déploiements privés s’effectuent à une plus petite échelle que celle de la 5G commerciale, les tests de réseaux 5G privés doivent être aussi rigoureux dans tout le cycle de vie du réseau. Il convient de commercer par des tests robustes des cœurs, et par une vérification ou validation de la couverture et du bon fonctionnement du réseau. Un logiciel de suivi de réseau peut être utilisé pour vérifier la QoS après l’activation. Les pratiques en matière de tests des réseaux privés 5G doivent se concentrer sur les aspects suivants :

  • Sécurité
    Le marché des réseaux privés 5G expose les actifs, données et systèmes de contrôle critiques à un niveau d’exposition sans précédent. Il en résulte que la tolérance aux risques de cybersécurité est plus faible. Des systèmes de sécurité proactifs et une planification efficace du suivi et de la réponse sont nécessaires pour protéger l’écosystème d’un réseau privé 5G.
  • Fiabilité
    Les réseaux privés 5G LTE, précédemment considérés comme des services de communication pratiques pour les lieux isolés, sont devenus des voies essentielles pour la transmission de données. Ils s’accompagnent aussi d’importantes implications financières et de sécurité. Des tests de réseaux initiaux et un suivi continu adéquats doivent être mis en place pour assurer la fiabilité dans toutes les conditions prévisibles.
  • Débit
    Les performances d’un réseau privé 5G peuvent être affectées par de nombreux facteurs, notamment la disposition des petites cellules, les délais/la synchronisation du réseau, la conception du cœur, les interférences, et la propreté de la fibre optique. La validation et le suivi continu du débit du réseau fournissent un baromètre de haut niveau permettant d’évaluer les performances générales.

Cycle de vie d’un réseau privé 5G

  • Développer les réseaux privés 5G

    Les réseaux privés 5G et la technologie O-RAN offrent aux entreprises la liberté de concevoir, construire et exploiter leurs propres réseaux 5G. Cependant, peu d’organisations possèdent en interne l’expertise nécessaire pour être complètement autonomes. Une collaboration avec les entreprises de télécom, les fournisseurs de réseaux privés 5G et les experts en test de réseaux rend possible une approche du développement réseau plus rentable, notamment grâce à la réalisation de tests de simulation en laboratoire.

    Le TM500 Network Tester de VIAVI est un outil efficace pour simuler le trafic et le comportement des utilisateurs finaux pour une variété de cas d’utilisation des réseaux privés 5G. Un nombre élevé d’utilisations par cellule peut être simulé afin d’évaluer la capacité.

  • Déployer les réseaux privés 5G
    En fonction des préférences de l’entreprise en matière de confidentialité, de QoS, d’utilisation du spectre (avec ou sans licence), de couverture multisite, et de personnalisation du réseau d’accès sans fil (RAN), de nombreuses options émergent pour le déploiement des réseaux privés 5G.
    • Les réseaux privés 5G autonomes sont totalement indépendants des opérateurs de réseaux mobiles et utilisent un réseau principal et un RAN autosuffisants.
    • Les réseaux RAN partagés, également appelés réseaux hybrides, créent des services indépendants au sein de l’entreprise, tout en exploitant le réseau d’accès sans fil (RAN) et le spectre d’un réseau public. Cette option cède une partie du contrôle des utilisateurs et du réseau à l’opérateur de réseau mobile.
    • Les options de découpage réseau en tranche (Network Slicing) exploitent une partie virtuelle distincte du réseau d’un opérateur de réseau mobile pour une utilisation privée. La tranche personnalisée est isolée pour une utilisation privée par cette seule entreprise.
  • Assurer les réseaux privés 5G
    Les réseaux privés 5G associent leurs services, leur sécurité et leur débit commerciaux critiques à un niveau de performance continu du réseau. Établir la visibilité nécessaire et corriger les anomalies de façon harmonieuse requiert un niveau élevé d’assurance. La complexité de la 5G rend cette tâche plus difficile.

    La solution NITRO de VIAVI est une plateforme intelligente d’optimisation et d’assurance en temps réel qui fournit une visibilité réseau de bout en bout. En incorporant des technologies d’apprentissage machine (AM) et d’intelligence artificielle (IA), NITRO permet une approche ciblée de l’assurance des réseaux 5G privés en fournissant des informations continues sur les abonnés, les services et les performances du réseau.
Building on the Multi-technology NITRO

Comment VIAVI prend-elle en charge les réseaux privés 5G ?

Les entreprises de toutes tailles et de tous types reconnaissent la valeur des réseaux privés 5G.

VIAVI dispose des solutions de tests avancées ainsi que de l’expertise nécessaire pour garantir que ces nouveaux réseaux 5G offrent les meilleures performances et la plus grande valeur possible, avant et après leur déploiement. Des workflows intuitifs et simplifiés réduisent la complexité des tests et le temps nécessaire à la mise sur le marché. Les solutions d’assurance et de test de réseaux de VIAVI prennent en charge tous les scénarios, du déploiement d’équipement clé en main au découpage réseau en tranche, en s’appuyant sur des accords de niveau de service. Elles proposent une gamme de modèles hybrides qui ne cesse de s’agrandir.

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