Les réseaux mobiles publiques ne peuvent pas répondre à l’ensemble des besoins de toutes les entreprises .
Les raisons de déployer des réseaux privés 4G ou 5G sont présentées dans le tableau ci-dessous :
Faire face aux challenges de l’industrie 4.0
Dans un monde où la concurrence est de plus en plus rude, les entreprises doivent faire face à de nombreux challenges :
- Gagner en efficacité et productivité tout au long de la chaine de valeur
- Être flexible et agile pour s’adapter aux besoins des clients
- Se différencier pour rester compétitif
- Améliorer la sécurité des travailleurs et l’état des équipements
- Réduire la consommation d’énergie et l’émission de CO².
L’expérience opérationnelle est la clé de voûte de ces défis, nécessitant une amélioration continue de la productivité et de la rentabilité.
Les produits deviennent connectés et/ou autonomes et les moyens de production s’automatisent avec une augmentation des relations hommes-machines et des expériences immersives (AR/VR).
Le développement de process critiques d’automatisation et de robotiques doit pouvoir s’appuyer sur un réseau de télécommunications fiable.
Pourquoi utiliser la technologie mobile 4G/5G pour déployer un réseau privé ?
Les réseaux privés mobiles 4G/5G sont plus performants que les technologies radio existantes (VHF, PDSF, la radio numérique et TETRA) et permettent d’exploiter un plus grand nombre de cas d’usage
Les derniers produits des fournisseurs de réseaux prennent en charge les normes 4G LTE et 5G, et la plupart des appareils 5G demeurent compatibles avec la 4G LTE.
La 4G/5G excelle dans les environnements denses multi-cellules/multi-points d’accès.
Les réseaux mobiles ont été créés pour gérer plusieurs cellules radio et assurer des transferts fluides entre les cellules. La 4G/5G étend ce principe à plusieurs couches radio, les cellules radio de grande taille assurant la couverture et les petites cellules la capacité dans les points chauds, y compris la possibilité de déplacer le trafic entre les couches en fonction de l’évolution de la connectivité des appareils et des flux de trafic.
Les transferts de cellules sont clairement essentiels pour les appareils mobiles. Ils aident également les dispositifs stationnaires dans les environnements à points d’accès multiples en assurant la résilience contre les défaillances des points d’accès et l’adaptation aux reconfigurations et à l’évolution des modèles de trafic.
Opération avec des fréquences radio dédiées sous licence
Le spectre sans licence dans les bandes de 5 et 6 GHz (ex. WiFi) peut répondre à certains besoins, mais il est susceptible de créer des conflits avec d’autres utilisateurs.
Heureusement, l’ARCEP (Autorité de régulation des communications) attribue, sous réserve de leur disponibilité, des fréquences de la bande 2,6 GHz TDD dans des zones où une couverture mobile spécifique est nécessaire afin de répondre aux besoins en très haut débit des professionnels.
Ces fréquences sont, généralement, utilisées par une organisation unique dans une zone géographique locale spécifique, comme un port, un aéroport, une usine, une mine, une zone rurale….
La sécurité dans les réseaux mobiles privés 4G/5G
La carte SIM fournit un moyen sécurisé d’authentification des appareils sur les réseaux, le tout à l’intérieur d’un « élément sécurisé » amovible, facilement transférable entre les appareils mobiles. Des techniques cryptographiques sont utilisées pour cette sécurité, ce qui la rend beaucoup plus forte qu’une simple identité d’utilisateur et mot de passe.
Les cartes SIM électroniques, également connues sous le nom d’eUICC, intègrent les fonctions de sécurité de la carte SIM dans le silicium à l’intérieur des appareils afin d’occuper moins d’espace et de réduire le coût des appareils.
La facilité de gestion est également améliorée car au lieu de devoir changer de carte SIM, les informations du profil SIM peuvent être réécrites à distance en toute sécurité en utilisant le réseau mobile.
Les eSIM sont particulièrement utiles dans les dispositifs IoT.
Les réseaux mobiles 4G/5G ont évolué et sont devenus très sûrs. Par exemple, toutes les données envoyées vers ou depuis un appareil mobile individuel sont indépendamment « tunnélisées ». Les utilisateurs du réseau mobile n’ont aucune visibilité les uns des autres ou du réseau. Ainsi, les données restent privées et le réseau est protégé de toute intrusion
Le Wi-Fi ? Un complément pour les réseaux mobiles privés 4G/5G
Largement déployé depuis l’établissement de la norme IEEE 802.11b en 1999, le Wi-Fi est le moyen traditionnel de connectivité sans fil à large bande dans les foyers et les bureaux.
À petite échelle, le Wi-Fi est facile à mettre en place. Il fonctionne généralement très bien dans les petites maisons et les bureaux/ lieux de travail et restera une technologie largement utilisé.
Cependant, le Wi-Fi présente de nombreuses limitations en environnement industriel :
- Le Wi-Fi s’appuie sur un spectre sans licence (dans les bandes 2.4/5GHz) ce qui au-delà des risques d’interférences, ne présente pas de garanties suffisantes pour des opérations critiques.
- Un réseau mobile permet de couvrir des zones beaucoup plus larges avec moins de points d’accès. Sa portée en extérieur et sa pénétration à l’intérieur des bâtiments sont incomparables.
- Le besoin d’un nombre important de points d’accès WiFi dans les environnements denses rend l’exploitation et la maintenance du réseau beaucoup plus complexes.
- Par rapport au réseau mobile 4G/5G, les performances Wi-Fi ont tendance à se dégrader rapidement en environnement dense à points d’accès multiples. La capacité du réseau décroit et les services souffrent de davantage de latence.
- Le Wi-Fi est peu adapté à la mobilité et par conséquent aux utilisateurs ou services « nomades ».
- Les réseaux privés 4G/5G offrent une sécurité supérieure à celle du Wi-Fi : authentification des utilisateurs, tunnels IPSec avec chiffrement des données de bout-en-bout, sécurisation des flux d’opération du réseau, utilisation d’un identifiant temporaire chiffré en 5G (SUCI), règles de restrictions d’accès par types d’utilisateurs et de services…
- Le Wi-Fi peut être déployé à grande échelle dans les bureaux et certains espaces publiques mais son bon fonctionnement nécessite une gestion opérationnelle plus importante sur la base de systèmes de gestion spécifiques…. Or ces systèmes sont tous propriétaires, contrairement à la gestion du réseau mobile, normalisé au niveau international par le 3GPP.
Les réseaux WiFi peuvent néanmoins être déployés en complément d’un réseau privé 4G/5G pour gérer des devices et des applicatifs fixes, localisés, peu critiques et moins exigeants en termes de latence, de mobilité, de redondance et de qualité de service.
Interfonctionnement du réseau mobile publique avec les réseaux mobiles privés 4G/5G
L’utilisation de la technologie mobile 4G/5G pour les réseaux privés facilite l’interopérabilité avec les réseaux mobiles publics :
Par exemple, pour atteindre les employés travaillant à domicile ou sur des sites distants, ou les véhicules circulant sur la voie publique.
Techniquement, cet interfonctionnement peut être réalisé par des accords d’itinérance, ou en utilisant des appareils privés contenant une double carte SIM (une pour le réseau privé 4G/5G et une pour le réseau mobile public). Les réseaux mobiles publics 4G/5G sont déjà sécurisés. Une sécurité encore plus élevée peut être assurée en chiffrant les communications entre le réseau mobile privé et le dispositif de réseau privé (par exemple, en utilisant un logiciel de réseau privé virtuel).
L’évolution vers la 5G privée
Face aux défis que représente la demande croissante de connectivité de la part de divers segments industriels, le réseau central de prochaine génération répondra à un large éventail de solutions commerciales permettant d’améliorer et d’optimiser les services de connectivité existants.
De nombreuses technologies d’accès différentes devront être connectées et distribuées à un large éventail de services pour acheminer le trafic via un réseau de communication sûr, fiable et sécurisé, dans le cadre de spécifications restrictives en termes de débit de données, de latence ou d’efficacité du spectre.
La 5G est généralement la plus judicieuse pour les nouveaux déploiements de réseaux privés car elle maximise les capacités et elle augmente les options de spectre.
Les réseaux privés 5G offrent des performances radio optimisées.
Les radios des réseaux 5G peuvent également être optimisées pour prendre en charge simultanément différents usages :
La 5G privée répond à l’ensemble des exigences de plusieurs technologies récentes et permet donc de mettre en œuvre de nombreux nouveaux usages industriels.
Les réseaux privés 4G et 5G en synthèse
En conclusion, de plus en plus de sociétés déploient des réseaux privés pour répondre à leurs enjeux de digitalisation des processus métiers.
Les capacités des réseaux privés sont inégalées en terme de latence, de gestion de la mobilité et de capacité de couverture en environnement complexe.
Néanmoins, les environnements WiFi et réseaux privés (4G/5G) peuvent toujours coexister; ils répondent à des enjeux et besoins différents. Les solutions WiFi sont certes adaptées aux besoins bureautiques et répondent aux besoins de connectivité d’écosystèmes existants ne nécessitant pas d’évoluer vers des systèmes de connectivité plus exigeants. Quant aux réseaux privés, ils sont déployés pour supporter les systèmes critiques et temps réels de l’entreprise (la production industrielle, les communications sécurisées et critiques type « Push-To-Talk » mais également pour apporter de la connectivité en environnement complexe (couverture extérieure, environnement métallique ou électromagnétique…). Nous voyons également apparaitre cette ségrégation des réseaux pour des raisons de cybersécurité. Si l’un des réseaux est attaqué, l’attaque ne pourra pas se répandre sur le second réseau sachant que les réseaux privés sont par essence mieux protégés contre les cyberattaques.
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