La 5G : une adaptation de la régulation s’impose

Les premiers réseaux mobiles (2G/3G/4G) étaient principalement destinés aux communications vocales et de données quotidiennes des consommateurs. La 5G, qui constitue une rupture technologique, apportera une plus large gamme d’applications avec des exigences fonctionnelles et de performances variables qui bouleverseront le mode de vie des utilisateurs.

La 5G apportera un changement radical tant dans les débits offerts que dans la portée des applications et du degré de partage des ressources réseau qui redéfinira les modèles économiques à grande échelle. Elle représente un enjeu économique, technologique, social et sécuritaire énorme tant pour les opérateurs, pour les entreprises que pour les gouvernements. La 5G ne peut donc pas se baser uniquement sur les modèles réglementaires connues à ce jour. Ses nouvelles caractéristiques techniques peuvent compromettre les objectifs réglementaires ou, à l’inverse, le grand potentiel de cette nouvelle technologie pourra être limité par la réglementation. Les régulateurs ne ménagent aucun effort pour définir un cadre réglementaire permettant de tirer profit du train de l’innovation promis par cette nouvelle technologie.

Le succès de la 5G dépendra de plusieurs prérequis importants dont le premier est d’assurer une bonne régulation de cette technologie et de tous les aspects qui lui sont associés. De ce fait, plusieurs grands défis sont à relever en termes de réglementation :

• L’attribution du spectre pour 5G

• La neutralité du réseau

• Régulation de la collaboration et du partage

• Le mode d’attribution des licences et des services

• Les autres défis

Dans cet article, nous ferons un tour des nouvelles caractéristiques qui nécessitent une attention particulière sur le volet réglementaire et d’apporter quelques suggestions pour réussir une réglementation permettant de booster le potentiel de la 5G. Nous terminerons l’article avec des réflexions sur des points réglementaires qui arriveront dans le futur proche.

1-Attribution du spectre pour la 5G

Le spectre est la pierre angulaire de l’industrie mobile et un catalyseur de la croissance économique. Le spectre détenu par la plupart des opérateurs aujourd’hui n’est pas suffisant pour offrir toutes les fonctionnalités clés de la 5G. Les opérateurs auront besoin de centaines de mégahertz de spectre « propre » et dans des bandes spécifiques pour fournir les services et les débits promis par les réseaux 5G.

Dans ce contexte, et pour que la 5G puisse répondre aux demandes de vitesse et de capacité de données, les pays devront mettre à la disposition des opérateurs suffisamment de bande passante spectrale dans les bonnes bandes et dans les bonnes conditions et de définir un cadre réglementaire de spectre qui favorise l’investissement et maximise les rendements de cette ressource rare et précieuse.

Classification des bandes de spectre pour 5G

Nous pouvons classer le spectre nécessaire à la 5G en trois catégories :

• le spectre à bande basse comprend tout ce qui est en dessous de 1 GHz (possibilité d’étendre cette bande à 2 GHz lors la Conférence Mondiale des Radiocommunications CMR-23). Cette bande présente un intérêt en raison de sa caractéristique favorable de propagation qui offre une large couverture dans les zones reculées et à l’intérieur des bâtiments. Il existe, bien entendu, un certain nombre de bandes de fréquences déjà utilisées par les fournisseurs de services.

• le spectre médian comprend toutes les fréquences comprises entre 1 GHz et 6 GHz. (les institutions ont convenu d’étudier, lors la CMR-23, les possibilités de spectre additionnel dans les fréquences 3,3 GHz-10,5 GHz pour cette bande). Cette bande est particulièrement avantageuse en offrant un compromis entre les caractéristiques de propagation (couverture) et la largeur de bande (débit/capacité). Une partie des bandes moyennes sont déjà allouées dans de nombreux pays.

• et le spectre à bande haute comprenant généralement toutes les fréquences au-dessus de 10 GHz, mais avec une focalisation sur des fréquences supérieures à 24 GHz, et principalement les bandes des 26 GHz et 40 GHz. Ce spectre à bande haute est également appelé spectre d’ondes millimétriques (mmWave). Ce spectre est un domaine d’intérêt accru pour les opérateurs de réseaux mobiles car il leur permettra de fournir des débits supérieurs à 1 Gb/s nécessaire pour certaines applications. Mais ses caractéristiques de propagation sont limitées en termes de couverture et n’est pas adapté pour la grande majorité des services offerts.

Besoin en largeur de bande spectrale

Pour répondre aux exigences de couverture, de capacité et de vitesse de la technologie 5G, une combinaison de fréquences basses, moyennes et hautes sera essentielle pour fournir une couverture et une capacité 5G pour le haut débit mobile amélioré, l’IoT, l’automatisation industrielle ainsi que pour les services de protection publique et les services de secours.

De point de vue technique, pour la bande des 3,5 GHz, un spectre 80-100 MHz est nécessaires pour chaque opérateur afin qu’il puisse maximiser l’efficacité et l’accessibilité dans la première phase de déploiement. Une plus grande capacité sera sûrement nécessaire à mesure que la demande augmente.

D’autre part, dans les pays où les services 5G NR (New Radio) seront déployés tôt, la fourniture des services 5G avancés avec des débits de données et une capacité de pointe nettement plus élevés de l’ordre de 10 GHz-15 GHz ou plus. Cela signifie que des blocs de canaux seront attribués dans les bandes hautes. C’est un autre aspect de l’attribution du spectre 5G qui doit être pris en compte lors la prochaines CMR-23.

Harmonisation du spectre

L’utilisation de la bande 3,3-4,2 GHz pour le haut débit mobile a fait l’objet d’activités d’harmonisation à divers moments au cours des quinze dernières années (depuis la CMR-07), au sein de l’IUT et au sein des groupes régionaux de normalisations.

À la CMR-15, la bande a de nouveau été discutée et une certaine harmonisation a été atteinte au niveau mondial.

Toutefois, avant l’arrivée de la 5G, l’harmonisation globale dans la bande 3.3-4.2 GHz est limitée avec seulement une petite partie de 200 MHz (3,4-3,6 GHz) ayant une harmonisation quasi mondiale. Et toutes les tentatives d’élargissement de cette bande ont échoué.

Cependant, certaines activités régionales ont stimulé l’harmonisation en dehors du processus de la CMR. Les pays arabes, à travers l’ASMG (Arab Spectrum Management Group), ont, par exemple, décidé, le 20 décembre 2018, de rendre la bande 3,3-3,8 GHz immédiatement disponible pour les IMT2020.

Aujourd’hui, la Commission européenne a adopté une décision d’exécution modificative visant à harmoniser le spectre radioélectrique dans la bande 3,4-3,8 GHz (ou bande 3,6 GHz) pour une utilisation future avec la 5G. Cela est nécessaire pour permettre aux États membres de se réorganiser et d’autoriser l’utilisation de cette bande pour les systèmes 5G d’ici le 31 décembre 2020, conformément au code des communications électroniques européen.

L’espoir est porté sur la CMR-23 pour pouvoir harmoniser la bande 3,3 GHz – 3,8 GHz au niveau de l’Union International des Télécommunications (UIT).

Neutralités des fréquences ?

Afin de donner plus de flexibilité aux opérateurs et leur permettre de rentabiliser leur investissement, les bandes de fréquences devraient être allouées sur une base technologiquement neutre. En effet, Le développement technologique et les techniques modernes de gestion du spectre ont éliminé les raisons qui justifiaient auparavant la réservation du spectre pour certaines technologies.

Cas des opérateurs Wimax ayant des bandes 3.5 GHz

À court terme, la 5G pourrait enfin avoir des conséquences très pratiques pour les territoires ruraux qui proposent des solutions hertziennes du type Wimax. Ces services utilisent en effet la bande des 3,5 Ghz dont l’usage est envisagé pour la 5G. Les régulateurs doivent trouver un moyen de réaménagement de ces fréquences pour pouvoir offrir le spectre nécessaire aux opérateurs 5G.

Régulation des bandes sans licence

Opérer dans les bandes 5G sans licences n’exige pas le paiement de licence. Plusieurs tranches de spectres sans licences ont été réservées dans les bandes des 5GHz (déjà existantes), des 6 GHz et des 60 GHz.

Cependant, afin d’éviter les interférences et d’assurer une utilisation équitable de cette ressource, de nombreuses exigences et réglementations seront imposées par les organisations nationales et internationales. Ceci sera applicable pour les technologies existantes et pour les nouvelles technologies.

Conclusion sur l’attribution du spectre :

En termes de réglementation du spectre, nous résumons les clés de succès d’une attribution de spectre 5G en ce qui suit :

·      Allouer des bandes de fréquences indépendamment de la technologie et des services offerts sur ces fréquences : neutralité technologique,

·      Avancer dans l’harmonisation du spectre au niveau international ou au minimum régional,

·      Permettre à chaque opérateur d’avoir des fréquences dans les trois sous-bandes (basse, moyenne et haute),

·      Offrir un spectre ayant des largeurs de bande contiguës plus large dans les bandes moyennes (3,4-3,8 GHz). Avec un minium 100 MHz contiguës par opérateur,

·      Fixer les conditions d’utilisation des bandes sans licence,

·      Revoir la politique des prix du spectre en facturant le MHz « tout inclus » et non le MHz/Technologie/Service comme auparavant,

2. La 5G et la neutralité du réseau

La neutralité du Net est le principe de base selon lequel toutes les données en ligne doivent être traitées de la même manière, sans discrimination, avec peu ou pas de manipulation, sans priorisation ou préférence ou blocage à l’égard de la source, de la destination ou du contenu de l’information transmise sur le réseau par les FAI ou par toute intervention externe. Cette neutralité a souvent été remise en question sous prétexte que ça bloque la fourniture d’une meilleure qualité de service aux utilisateurs.

Trois aspects ressortent dans le cadre de la neutralité des réseaux :

• Inspection approfondie des paquets (DPI : Deep Packet Inspection) et contrôle parental : c’est une pratique utilisée depuis plusieurs années par certains fournisseurs de services pour fournir différents services aux abonnés comme le contrôle parental ou lorsqu’ils souhaitent appliquer des mesures de gestion du trafic dans leur réseau. Les logiciels utilisés fournissent des informations importantes à partir d’une analyse approfondie du trafic IP en fonction de métriques et d’heuristiques. Cela touche légèrement aux règles de neutralité du réseau. Les régulateurs peuvent autoriser le DPI en permettant aux utilisateurs qui ne souhaitent pas être soumis au filtrage à reconfigurer manuellement leurs terminaux. Dans le cas du contrôle parental, les régulateurs peuvent créer des dérogations pour les produits en les soumettant plutôt à une évaluation au cas par cas.

• La tarification/notation zéro: En anglais « Zero Rating » est une pratique de facturation qui consiste à ne pas déduire le trafic fourni par certaines applications du volume de données payées par l’utilisateur. Cette pratique a été critiquée, car elle réduit le choix des consommateurs quant aux applications qu’ils peuvent utiliser et désavantage les nouveaux petits fournisseurs d’applications par rapport aux grands acteurs déjà établis. Elle peut aussi engendrer un traitement discriminatoire au profit d’applications ou de catégorie d’applications. Les régulateurs se penchent actuellement sur un mécanisme qui permettra de ne pas bloquer cette pratique mais de garantir l’égalité des chances entre les fournisseurs d’accès et de services Internet. Cela pourra aboutir à une procédure donnant le choix à l’utilisateur de participer ou non un programme à « taux zéro ».

3-Régulation de la collaboration et du partage

Pour garantir un déploiement efficace de la 5G et optimiser les avantages des investissements, une large collaboration entre les opérateurs de réseau et les secteurs publics et privé est nécessaire. Les régulateurs doivent œuvrer à la facilitation de cette collaboration en fixant les règles permettant aux opérateurs de tirer profit des infrastructures existantes.

D’autre part, les opérateurs doivent avoir la possibilité de partage de réseau actif et passif à tous les niveaux. Cela permettra, en plus de son avantage environnemental, de réduire les coûts et les délais des déploiements.

4-L’attribution des licences et des services

L’ampleur des investissements dans les réseaux étant liés au prix des licences et aux risques associés : plus le risque perçu est faible et le prix des licences est raisonnable, plus le niveau d’investissement est élevé. Les gouvernements peuvent contribuer à réduire le risque d’investissement en se penchant sur un certain nombre de points lors de l’attribution des licences :

Coûts et le mode d’octroi des licences

L’attribution des licences avec des coûts initiaux élevés « one shot » permet aux gouvernements d’encaisser immédiatement les montants des prix des licences mais cela pourra être contre-productif car cela découragera les opérateurs d’investir de manière agressive dans le déploiement de la 5G.

Il y a lieu de penser à examiner les avantages durables à long terme du déploiement de la 5G et adopter une autre approche de redevances échelonnées à moyen et à long termes en fixant un certain nombre d’éléments d’incitation en fonction des efforts de chaque opérateur de réseau.

Par exemple : lier le prix des licences à la vitesse de déploiement et les performances du réseau plutôt que les enchères. Une telle approche peut nécessiter une contribution au-delà du régulateur des télécommunications. D’autres organismes tels que le trésor, la santé, la sécurité, l’éducation, les entreprises privées, les ministères des transports et de l’énergie pourraient également contribuer à définir ces éléments d’incitation qui se baseront essentiellement sur le meilleur rendement social et économique de chaque opérateur.

Durée et renouvellement des licences

La durée des licences doit faire l’objet d’une analyse approfondie qui permettra à l’opérateur d’assurer un bon retour sur investissement. D’autre part, les procédures et les prix de renouvellement doivent être aussi bien définis dès les premières attributions.

Opérateur national et/ou opérateur régional :

La densification accrue du réseau d’accès radio RAN (Radio Access Network) soulève également des problèmes en ce qui concerne les pratiques d’octroi de licences de spectre. Le spectre mobile, généralement attribué au moyen d’enchères, est une ressource coûteuse et rare. Cela a traditionnellement limité le nombre de titulaires de licence à ceux qui peuvent se le permettre et remplir les obligations de couverture. Il est important de souligner que la 5G a été spécifiée en tenant compte des industries verticales. En tant que tel, il y aura probablement de nombreux cas où les entreprises et les propriétaires d’installations voudront déployer et exploiter leurs propres réseaux 5G pour fournir des services personnalisés, tels que l’automatisation dans les usines.

Il est donc nécessaire de penser à de nouveaux modèles de partage du spectre pour des autorisations locales pour intégrer ces micro-opérateurs dans l’écosystème mobile et soutenir l’innovation dans les industries verticales.

D’autre part, l’octroi de licences nationales pour les grands opérateurs, sans limitation de région ni de service et fondamental pour créer une dynamique pour les déploiements de services 5G.

Roaming national :

Au début des déploiements, Il est fort probable que la couverture du réseau 5G ne soit assurée que par un ou quelques opérateurs, chacun couvrant une région déterminée. Des accords d’itinérance nationales peuvent être proposés ou imposés par les régulateurs pour favoriser le lancement des services par plusieurs acteurs en même temps. Ces accords sont considérés comme des incitateurs de marché et peuvent être inclus en tant qu’obligation dans les procédures d’attribution du spectre dans certains pays.

Allégement des Contraintes administratives pour l’installation :

La densification du réseau exigera des investissements substantiels dans de nouveaux déploiements de petites cellules. La suppression des obstacles réglementaires aux installations de petites cellules 5G est nécessaire pour un déploiement rapide et rentable. Pour « booster » le déploiement de la 5G, les régulateurs doivent faciliter les conditions administratives du déploiement des petites cellules. Ces dernières devraient être exemptées de tout permis d’urbanisme individuel ou de tout autre permis individuel préalable pour les sites, les antennes, les équipements de transmission/fibre. Pour garantir une large acceptation de la mesure par le public, l’apparence visuelle des petites cellules doit éviter l’encombrement visuel (similaires aux installations WiFi). Les autorités locales auront les moyens de superviser le déploiement de petites cellules. Des autorisations peuvent toutefois être requises pour le déploiement sur des bâtiments ou des sites protégés conformément à la législation locale ou nationale ou, le cas échéant, pour des raisons de sécurité publique.

Encouragement de l’accès à la transmission

À mesure que les attentes de performance telles que la capacité, les débits de pointe, la faible latence sur les réseaux augmentent, la transmission doit suivre le rythme. Cela signifie que les réseaux 5G nécessiteront des mises à niveau de la capacité de transmission existante et nouvelle. À cet égard, la fibre sera une exigence clé en matière de transmission. L’utilisation des faisceaux hertziens sera nécessaire pour les zones avec moins de trafic et où le déploiement de la fibre est compliqué ou coûteux.

De ce fait, il est primordial que le régulateur puisse faciliter l’accès à la transmission disponible. Un accès facile aux conduites et aux tranchées existantes doit être facilité. De même, lorsque de nouvelles tranchées sont nécessaires, le processus d’obtention de l’autorisation doit être aussi simple que possible.

Enfin, si la capacité (fibre) est gérée par les gouvernements, les localités, des entreprises privée (exemple les chemins de fer) ou des câblodistributeurs, l’accès devrait être réglementé et obligatoire et à des prix raisonnables orientés coûts.

5-D’autres défis sont à relever dans le futur proche

Evaluation de la qualité de service

Dans la 5G, l’évaluation de la qualité des réseaux nécessitera la mise en place de procédures plus complexes permettant la mesure simultanée de plusieurs services, plusieurs réseaux et plusieurs tranches du réseau.

Pour une bonne évaluation de la qualité de service, il faudra définir :

• Quelle interface mesurer et quoi mesurer sur chaque interface ?

• En plus des Indicateurs de performance KPI (Key Performance Indicators) existants, de nouveaux KPI pertinents adaptés aux nouveaux services de la 5G ?

D’autre part, les procédures et les outils utilisés doivent permettre :

• La possibilité de mesurer tout type de service dans chacune des couches du réseau et de bout-en-bout,

• La mesure de différentes bandes (mesures des performances d’un service utilisant plusieurs bandes),

• La séparation de la qualité offerte par chaque opérateur dans chaque tranche de réseau (ventilation des performances).

• En cas de mauvaise qualité, l’identification du « maillon faible » de la chaine de bout-en-bout (réseau, transmission, application…)

La numérotation

L’une des principales caractéristiques de la 5G est sa capacité à connecter des millions d’objets pour fluidifier la communication de type machine. L’augmentation massive de la demande d’objets connectés entraînera potentiellement une demande massive de « numéros d’objet ».

Plusieurs questions seront sur la table pour trouver une approche opérationnelle à cette problématique de la numérotation :

• Comment seront codés ces numéros : numéro de téléphone (E.164) MSISDN (Mobile Station International Subscriber Directory Number), numéro type (E.212) IMSI (International Mobile Subscriber Identity), adresse IP fixe, Adresse MAC…. ?

• Quel(s) organisme(s) s’occupera(ont) de la gestion de ces numéros : gouvernements, opérateurs de réseaux, entreprises privées… ?

• Comment seront attribués les numéros internationaux, régionaux et locaux ? utiliserons-nous les codes pays (MCC) actuels ? les Codes opérateurs ?…

• Y aura-t-il des types de numéros spécifiques pour chaque service pour identifier l’utilisation de l’objet connecté ? Donc plusieurs numéros possibles pour un objet ?

• Comment gérer les objets connectés qui seront amenés à être utilisés dans plusieurs pays ?

• ….

6-CONCLUSION

Les régulateurs disposaient de formules éprouvées pour rendre le spectre 2G/3G/4G disponible et pour réglementer les opérateurs qui gèrent ces réseaux. Cependant, la 5G est largement différentes des technologies existantes : elle n’est pas simplement un canal plus rapide qui offre des débits élevés aux usagers finaux mais elle va au-delà de ça pour offrir de nouvelles capacités qui peuvent avoir un effet profond sur la société, les entreprises et les industries.

La 5G nécessite donc une approche différente à la fois pour l’octroi de licences de spectre et pour la réglementation des services offerts par les opérateurs.

Pour satisfaire la vision complète de la 5G, il faudra, en plus des éléments cités dans cet article, un cadre réglementaire beaucoup plus flexible tout en maintenant la surveillance du marché et la réévaluation des politiques mises en œuvre. Les ajustements éventuels de la régulation doivent se faire sur des périodes assez longues et doivent prendre les précautions nécessaires pour ne pas perturber la stabilité du marché ou porter atteinte à la protection de l’investissement des opérateurs.

Hmad CHAFIAI

Directeur Général INGECYS TELECOM