Tout ce qu’il faut savoir sur la 5G

06.07.2022

Les réseaux 5G élargissent considérablement l’accès à une connexion internet haut débit dans le monde entier, posant ainsi les bases d’une révolution dans l’internet des objets (IoT). Des milliards d’objets connectés sont déjà en service dans le monde, mais les réseaux 5G, avec leur bande passante plus large et une meilleure utilisation du spectre de fréquences, vont permettre à encore plus d’appareils de se connecter, sans interférence. Et ce même s’ils sont très proches.

La technologie 5G ne sera mature que dans plusieurs années, les réseaux 4G LTE seront donc encore utiles pendant longtemps (jusqu'à ce qu'ils fasse place à d'autres réseaux, comme c'est le cas pour la 2G et la 3G). Mais pour les industriels et les utilisateurs, il est utile de comprendre en quoi la 5G représente une nouveauté, et à quoi ressemblera la connectivité cellulaire dans quelques années.

Quelle est la vitesse de la 5G ?

Les réseaux 5G sont conçus pour atteindre un maximum de 20 Gbps en débit descendant, et 10 Gbps en débit montant. En pratique, les vitesses moyennes constatées sont de 100 Mbps et 50 Mbps respectivement.

En comparaison, la 4G LTE est censée atteindre jusqu’à 150 Mbps en débit descendant, et 50 Mbps en débit montant, et en moyenne, ces débits atteignent 20 Mbps et 10 Mbps respectivement.

Autrement dit, le débit moyen de la 5G est déjà cinq fois plus important que celui de la 4G, et en théorie ce ratio peut monter jusqu’à x100.

Mais la 5G ne se contente pas d’afficher un débit plus élevé. Elle occasionne aussi beaucoup moins de latence. La latence représente le délai entre une demande émise par un appareil, et la réponse émise par un autre appareil, à travers le réseau. La latence moyenne de la 5G est de 4 millisecondes, et elle peut descendre jusqu’à 1 milliseconde dans certains cas. Avec une connexion 4G, la latence est d’environ 50 millisecondes. La latence de la 5G est donc 10 fois plus faible que celle de la 4G.

Avec un smartphone, la 5G permet de télécharger en quelques secondes des films en haute définition. Côté IoT, des usages perfectionnés comme les voitures autonomes, les équipements de la ferme intelligente, et les soins à distance bénéficieront de la faible latence et de la plus grande bande passante de la 5G.

Historiquement, une connexion plus rapide impliquait une plus grande consommation énergétique. Mais la 5G s’appuie sur les fonctionnalités d’économie d’énergie de la 4G pour combiner haut débit et basse consommation.

Quelle est la bande passante de la 5G ?

Les avantages de la 5G ne s’arrêtent pas à sa vitesse. Cette génération propose une bande passante plus large et une plus grande flexibilité dans son usage. C’est-à-dire que les réseaux 5G peuvent garantir une connexion stable à un beaucoup plus grand nombre d’objets connectés dans une même zone. Et c’est la nouveauté la plus importante pour l’IoT.

De manière générale, chaque réseau opère sur des bandes de fréquences spécifiques. Les appareils connectés doivent partager cette bande passante. Avec le temps, le progrès des technologies sans fil et de nouvelles approches ont permis aux opérateurs de faire plus avec la même bande passante. Pour autant, chaque réseau est confronté à une même limite : au-delà d’un certain nombre d’appareils utilisant la même bande de fréquence dans la même cellule d’un réseau, des interférences apparaissent et perturbent la connectivité.

Les réseaux 5G peuvent offrir une connectivité via les basses fréquences en-dessous de 1 GHz, les fréquences intermédiaires entre 1 GHz et 6 GHz, et les hautes fréquences entre 6 GHz et 100 GHz. D’autre part, la 5G permet de se connecter aussi bien sur des fréquences sous licence que des fréquences libres, ce qui représente un gain de flexibilité pour les opérateurs.

À titre de comparaison, les réseaux commerciaux 4G utilisent uniquement des fréquences entre 600 MHz et 3 GHz.

L’utilisation de fréquences sensiblement plus hautes permet de meilleurs débits, mais cela crée aussi de nouveaux défis pour les ingénieurs qui souhaitent en tirer profit.

Quelles sont les limites de la 5G ?

La 4G est maintenant déployée depuis plus de 10 ans. Cela a laissé le temps aux opérateurs de construire d’importantes infrastructures, et des innovations ont permis de surpasser certaines de ses limites. La 5G offre de nouvelles perspectives, mais aussi de nouveaux défis.

Une moins bonne couverture

Qui dit plus haute fréquence radio, dit aussi longueur d’onde plus courte. Et plus faible portée. Pour un opérateur 5G, cela implique que les cellules de son réseau doivent être plus petites pour exploiter ces hautes fréquences. Les réseaux 5G nécessitent donc plus d’infrastructures, chaque élément offrant une moins bonne couverture.

De plus, les hautes fréquences pénètrent moins bien dans les bâtiments, ce qui détériore la couverture en intérieur. Les réseaux 5G peuvent certes utiliser des fréquences basses ou moyennes, mais les usages intérieurs ne pourront donc pas s’appuyer sur les hautes fréquences.

La 5G est particulièrement utile dans les grandes villes où l’on trouve une forte concentration d’appareils cellulaires (et une plus grande demande de connexion haut débit avec une faible latence). Mais construire toutes les infrastructures nécessaires pour fournir un accès 5G étendu prendra des années.

Cependant, les Low Power Wide Area Networks (LPWAN) comme les technologies Narrowband IoT (NB-IoT) et LTE-M commencent à intégrer des éléments de la 5G. La technologie Massive Machine-Type Communication (mMTC) est l’évolution 5G des NB-IoT et LTE-M, elle facilitera l’extension de la couverture 5G.

Des risques pour la sécurité des objets connectés

La 5G constitue un nouvel espace de connexion pour des dizaines de milliards de nouveaux objets connectés, et de nouvelles applications de pointe pour l’IoT cellulaire. Cette croissance considérable apportera avec elle de nouveaux défis en termes de sécurité.

Chaque appareil connecté représente une porte d’entrée potentielle pour une application vers les autres appareils d’un utilisateur. Ainsi, le nombre de botnets augmentera vraisemblablement dans la même proportion, les rendant capables d’infliger de sérieux dégâts à un réseau par une attaque DDoS (Distributed Denial-of-Service). D’autre part, plus les objets connectés collecteront et utiliseront de données, plus les risques d’intrusion augmenteront.

Ce défi n’est pas nouveau dans l’IoT, et il ira grandissant avec la croissance du secteur, et il n’est pas intrinsèque à la 5G. D’ailleurs, la 5G introduit de nouveaux mécanismes de sécurité qui la rendent plus sûre que d’autres technologies. Par exemple, la possibilité de crypter les IMSI (“International Mobile Subscriber Identities” ou identités internationales d'abonné mobile), le cryptage de bout en bout de toutes les communications, et l’authentification mutuelle.

Une augmentation des coûts

De manière générale, plus un réseau est ancien, plus sa technologie sous-jacente est simple, plus les fabricants ont de choix parmi les modems, et moins ces modems sont coûteux. Les réseaux 5G viennent d’arriver, il est donc nécessaire d’utiliser des modems et des modules dernier cri pour s’y connecter. Cela peut considérablement impacter les coûts de développement. Cependant, la 5G mMTC a été conçue spécifiquement pour l’IoT, et ses coûts seront sensiblement plus faibles que ceux des autres technologies 5G.

Les interférences satellite

Avec l’utilisation par la 5G des hautes fréquences est apparu un problème inédit pour les opérateurs et les industriels : ils doivent partager une bande passante déjà utilisée par les satellites météo. Des scientifiques ont alerté sur ce danger : utiliser ces bandes de hautes fréquences pourrait interférer avec notre capacité à mesurer, enregistrer et prévoir la météo.

Les opérateurs de réseaux sans fil et le régulateur américain (la Federal Communications Commission, FCC) considèrent cependant que la concentration des réseaux 5G dans les zones urbaines denses et l’utilisation de technologies de focalisation (ou “beamforming”) lèvera ce risque.

Quand la 5G sera-t-elle largement disponible ?

La plupart des principaux opérateurs ont déjà déployé des réseaux 5G, et des millions d’appareils compatibles ont été vendus. Mais pour l’instant la 5G n’est généralement accessible que dans les grandes villes. Certains opérateurs proposent une couverture 5G dans plusieurs centaines ou milliers de villes, mais uniquement sur les basses fréquences. La 5G par basses fréquences devrait être disponible presque partout dans quelques années, mais il faudra attendre un peu plus de temps pour la 5G la plus rapide.

La 5G est-elle adaptée à votre solution ?

La 5G représente l’avenir de la connectivité cellulaire. Mais du point de vue de l’IoT, ce futur n’est pas encore arrivé. La 5G apportera des fonctionnalités spécifiques à l’IoT, mais les technologies LPWAN déjà existantes comme le LTE-M et le NB-IoT répondent déjà aux besoins de l’industrie. Ainsi, sauf dans le cas où votre solution requiert un très haut débit et une très faible latence, d’autres réseaux cellulaires sont probablement plus adaptés à votre besoin.

EMnify offre aux acteurs de l’IoT une connectivité cellulaire de bout en bout. Avec notre solution, vos appareils sont connectés partout dans le monde, et vous avez accès aux réseaux 2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M et NB-IoT.

Vous voulez en savoir plus sur les technologies de connectivité les plus récentes pour l’IoT ?

Une carte eSIM, quésaco?

20.06.2022 –

Dans le cas des smartphones, une SIM embarquée comporte systématiquement un eUICC, c’est pourquoi on utilise ces deux termes indifféremment. Mais c’est différent dans le domaine de l’IoT. Certains objets connectés utilisent une SIM embarquée non compatible avec un eUICC.

La technologie Multi-IMSI : comment ça marche ?

13.07.2022 –

L’IMSI est un élément très important du profil SIM (Subscriber Identity Module), stocké sur la carte SIM. Chaque IMSI permet à un appareil de se connecter à un nombre limité de réseaux. Lorsqu’une carte SIM contient plusieurs IMSI, cela lui permet de changer d’opérateur quand c’est nécessaire et donc d’avoir accès à beaucoup plus de réseaux différents.

Qu’est-ce que la GSMA SGP.32 ? Guide du standard eSIM IoT

23.06.2026 –

Table des matières Qu’est-ce que la SGP.32 ? Comment la SGP.32 se compare-t-elle aux normes SGP.02 et SGP.22 ? Comment fonctionne la SGP.32 ? Quelle est l’architecture eSIM IoT selon la SGP.32 ? Quelles sont les exigences en matière de conformité et de normes ? Quels sont les principaux défis et points à prendre en compte lors de la mise en œuvre ? Comment emnify prend-il en charge les déploiements IoT compatibles SGP.32 ? Pourquoi la SGP.32 est-elle importante ? Qu’est-ce que la SGP.32 ? La norme SGP.32 de la GSMA est le standard mondial le plus récent en matière de technologie SIM pour l’Internet des objets. Elle introduit la gestion à distance et la commutation des profils SIM. Les appareils connectés peuvent ainsi télécharger, gérer et modifier leurs profils de manière sécurisée, à distance, sans interface utilisateur, sans QR code et sans remplacement physique de la carte SIM. Contrairement aux anciens standards GSMA, conçus pour les communications M2M traditionnelles (machine-to-machine), la SGP.32 cible directement les usages IoT modernes. Elle répond notamment aux défis opérationnels liés à la gestion des cartes SIM et à la dépendance à un fournisseur unique. Au cœur de la SGP.32 se trouve une architecture simplifiée qui permet aux entreprises et aux fournisseurs de connectivité de gérer des profils SIM provenant de plusieurs opérateurs via une plateforme unifiée. À grande échelle, les entreprises ne sont plus liées à un seul fournisseur tout au long du cycle de vie de leurs appareils et évitent ainsi les coûts élevés liés au remplacement des cartes SIM lors d’un changement ou de l’ajout d’opérateurs. La SGP.32 apporte une valeur concrète dans les cas d’usage suivants : Fabricants d’appareils connectés (OEM) : ils peuvent connecter leurs appareils dès leur sortie d’usine sans les verrouiller sur un réseau spécifique. Grâce à la SGP.32, les appareils peuvent être déployés avec un profil bootstrap pour assurer la première connexion, puis recevoir des profils opérateurs supplémentaires en fonction de leur zone de déploiement. Fournisseurs de solutions IoT : ils bénéficient de mécanismes intégrés pour garantir la continuité de service. Auparavant, changer de fournisseur de connectivité impliquait une forte complexité, notamment parce que les appareils déjà déployés restaient liés à l’opérateur initial (le remplacement des SIM étant coûteux), tandis que les nouveaux déploiements nécessitaient un autre fournisseur. Cette gestion multi-opérateurs augmentait la complexité et les coûts opérationnels. Résilience opérationnelle renforcée : la SGP.32 facilite le stockage de plusieurs profils sur une seule SIM, offrant ainsi une solution de repli fiable. Concrètement, si le profil principal échoue, l’appareil peut basculer automatiquement vers un autre opérateur. Cela garantit non seulement une meilleure disponibilité, mais protège également les opérations contre des événements imprévus comme des pannes réseau, l’arrêt de la couverture dans une zone donnée ou même la disparition d’un opérateur. Comment la SGP.32 se compare-t-elle aux normes SGP.02 et SGP.22 ? SGP.02 La norme SGP.02 a été conçue pour des déploiements M2M traditionnels. En théorie, elle permettait le téléchargement et le changement à distance des profils SIM. En pratique, son architecture s’est révélée complexe, coûteuse à intégrer et peu adaptée aux appareils IoT à faible consommation ou disposant de ressources réseau limitées. Pour la plupart des déploiements, le changement de profil à grande échelle n’était tout simplement pas viable d’un point de vue économique. SGP.22 La norme SGP.22 a été développée pour les appareils grand public tels que les smartphones et les tablettes. Elle repose sur l’utilisation d’une interface utilisateur, le scan de QR codes et des actions initiées par l’utilisateur pour télécharger des profils. Ce fonctionnement est parfaitement adapté aux téléphones, mais ne convient pas aux appareils dépourvus d’écran. SGP.32 SGP.32 est la première norme conçue spécifiquement pour les flottes d’appareils IoT. Elle élimine le besoin d’interaction utilisateur, prend en charge des environnements contraints comme le NB-IoT et le LTE-M, et assure une gestion complète du cycle de vie des profils SIM, orchestrée côté serveur et à grande échelle. Comment fonctionne la SGP.32 ? eUICC (Embedded Universal Integrated Circuit Card) Bien qu’elle ne soit ni nouvelle ni spécifique à la SGP.32, l’eUICC est essentielle pour permettre la gestion à distance des profils. Il s’agit d’une puce sécurisée intégrée à la SIM, capable de stocker plusieurs profils opérateurs. SM-DP+ (Subscription Manager Data Preparation+) Le SM-DP+ est le serveur sécurisé sur lequel les profils eSIM sont stockés, préparés et chiffrés avant d’être téléchargés sur les appareils. Chaque profil possède un identifiant unique appelé code d’activation, utilisé par les appareils pour récupérer le profil. Le QR code utilisé pour les eSIM grand public n’est qu’une représentation graphique de ce code. SM-DS (Subscription Manager Discovery Server) Le SM-DS est un service de découverte que les appareils peuvent interroger pour vérifier si de nouveaux profils eSIM sont disponibles. Lorsqu’un profil est prêt, il indique à l’appareil sur quel serveur SM-DP+ il est hébergé afin d’assurer son téléchargement. Bien que couramment utilisé pour les eSIM grand public, il est souvent optionnel dans les architectures IoT où la plateforme gère déjà le téléchargement des profils. EID (eUICC Identifier) Il s’agit de l’identifiant unique attribué à chaque eUICC. Il rend possible l’identification sécurisée de la SIM lors du provisionnement à distance. eIM (eSIM IoT Manager) L’eIM est une couche de contrôle introduite avec la SGP.32. Elle permet de télécharger, activer, désactiver, supprimer et changer des profils à distance, sur des appareils individuels ou des flottes entières. L’eIM peut être une plateforme autonome ou être intégré à une CMP, comme c’est le cas avec emnify. Plateforme de gestion de la connectivité (CMP) La CMP est l’interface de gestion de la connectivité. Elle offre notamment la possibilité d’ajouter ou de supprimer des zones de couverture et de modifier les offres. L’eIM peut y être intégré afin de centraliser les fonctionnalités SGP.32, comme l’ajout ou la suppression de profils, au sein d’une seule interface. IPA (IoT Profile Assistant) L’IPA (IoT Profile Assistant) constitue le remplaçant, côté IoT, du LPA (Local Profile Assistant) utilisé dans les environnements grand public. Il fonctionne directement sur l’appareil et gère la découverte et le téléchargement des profils sans nécessiter d’écran ni d’intervention utilisateur. Code d'activation Le code d’activation est requis pour activer une SIM et est généralement saisi dans le CMP ou l’eIM. Profil bootstrap Le profil bootstrap (Bootstrap Profile) est un profil de connectivité minimal permettant à l’appareil de se connecter pour la première fois et de télécharger son profil opérationnel. Profil opé Le profil opérationnel (Operational Profile) correspond au profil principal utilisé pendant le fonctionnement normal de l’appareil. Plusieurs profils opérationnels peuvent être stockés sur une même SIM. Profil de repli Le profil de repli (Fallback Profile) est un profil opérateur secondaire stocké sur la même SIM. Il peut être activé en cas de défaillance du profil principal afin de garantir la continuité de service. Intervalle d'interrogation L’intervalle d’interrogation (Polling Interval) est la fréquence à laquelle un appareil se connecte à l’eIM pour vérifier si un nouveau profil est disponible. Quelle est l’architecture eSIM IoT selon la SGP.32 ? Fonctionnement de la gestion des profils à distance avec la norme SGP.32 L’appareil se connecte à l’aide de son profil existant L’appareil est déjà en ligne, généralement via un profil bootstrap ou un profil opérationnel. Le téléchargement d’un profil est planifié dans l’eIM Un profil opérateur est enregistré dans l’eIM à l’aide de son code d’activation, en vue de son téléchargement sur l’appareil. L’appareil interroge l’eIM pour détecter des actions en attente Selon son intervalle d’interrogation, l’appareil contacte l’eIM et détecte qu’un nouveau profil est disponible, ainsi que le serveur SM-DP+ qui l’héberge et le code d’activation à utiliser. L’IPA prépare l’appareil L’IPA établit la session sécurisée nécessaire au téléchargement du profil. Le profil est récupéré depuis le SM-DP+ Le profil opérateur chiffré est transmis de manière sécurisée depuis le SM-DP+ vers l’appareil. L’eUICC stocke le nouveau profil en toute sécurité Le profil est installé sur l’eUICC, sans être nécessairement activé immédiatement. L’activation du profil est planifiée dans l’eIM Un utilisateur ou un processus automatisé configure l’activation du nouveau profil. L’appareil active le profil Lors du prochain intervalle d’interrogation, l’appareil reçoit l’instruction d’activation depuis l’eIM et l’IPA active le profil sur l’eUICC. L’appareil bascule sa connectivité L’appareil commence à fonctionner avec le nouveau profil opérateur, sans aucun changement physique de carte SIM. Quelles sont les exigences en matière de conformité et de normes ? La SGP.32 ne se limite pas à un nouveau modèle de gestion. Il s’agit d’un standard défini par la GSMA, reposant sur des exigences strictes en matière de sécurité, d’interopérabilité et de transport. Ces éléments de conformité sont directement intégrés dans la spécification et sont essentiels pour des déploiements IoT sécurisés à grande échelle. Sécurité Toutes les opérations liées au cycle de vie des profils entre l’eIM et l’eUICC sont sécurisées par des mécanismes d’authentification cryptographique et de contrôle d’intégrité. Cela garantit qu’aucun profil ne peut être téléchargé, modifié ou changé sans autorisation appropriée. Protocoles de transport La SGP.32 prend en charge les communications TCP/IP standard ainsi que des protocoles légers comme CoAP sur UDP avec chiffrement DTLS. Elle peut ainsi fonctionner efficacement dans une grande variété d’environnements IoT, y compris sur des réseaux à faible consommation et à bande passante limitée comme le NB-IoT et le LTE-M. Quels sont les principaux défis et points à prendre en compte lors de la mise en œuvre ? Écosystème en évolution L’adoption de la SGP.32 est encore en cours chez les fournisseurs, les plateformes et les organismes de normalisation. Les interprétations et les niveaux de prise en charge peuvent donc varier à mesure que l’écosystème évolue. Maturité des plateformes Toutes les plateformes IoT ne proposeront pas immédiatement l’ensemble des fonctionnalités eIM, la prise en charge de l’IPA ou des outils de gestion à grande échelle. Le niveau d’implémentation varie selon les fournisseurs. Écosystème ouvert VS implémentations fermées Bien que la SGP.32 permette en théorie la gestion de profils multi-opérateurs, tous les fournisseurs ne prendront pas en charge l’orchestration de profils tiers. Certaines implémentations peuvent limiter la gestion des profils à leur propre écosystème réseau. Les entreprises doivent s’assurer qu’il est réellement possible de travailler avec plusieurs opérateurs en pratique, et pas seulement en théorie. Compatibilité ascendante La migration depuis des standards plus anciens comme la SGP.02 ou la SGP.22 n’est pas possible. Comment emnify prend-il en charge les déploiements IoT compatibles SGP.32 ? À mesure que la SGP.32 passe du stade de spécification à celui de déploiement réel, la question clé ne se limite plus à la conformité, mais à l’implémentation. Le standard permet l’orchestration de profils multiples et multi-opérateurs. Cependant, la disponibilité réelle de cette flexibilité dépend de la plateforme qui gère la couche eIM. L’architecture cloud-native d’emnify repose sur une gestion centralisée du cycle de vie des profils via API. Grâce à ses capacités eIM intégrées, les entreprises peuvent télécharger, activer, désactiver et changer des profils opérateurs, qu’ils soient fournis par emnify ou par des tiers, sur l’ensemble de leurs flottes depuis un point de contrôle unique. Cette approche s’aligne directement avec l’objectif architectural de la SGP.32. Elle garantit l’indépendance vis-à-vis des opérateurs au niveau des profils, et non uniquement au niveau du matériel. Au lieu de lier les déploiements à un seul écosystème réseau, emnify permet aux entreprises de concevoir des architectures IoT capables d’évoluer dans le temps. Cela inclut l’ajout de nouveaux opérateurs, l’adaptation à de nouvelles zones géographiques ou encore l’intégration de profils de repli pour renforcer la résilience. En pratique, cela signifie que la SGP.32 n’est pas seulement prise en charge, mais réellement mise en œuvre de manière à préserver la flexibilité à long terme. Découvrez notre offre SGP.32 unique : l'Advanced eSIM d’emnify. Conclusion : pourquoi la SGP.32 est-elle importante ? La GSMA SGP.32 marque une évolution structurelle dans la conception et l’exploitation de la connectivité IoT. Elle remplace les contraintes des SIM physiques par une gestion des profils pilotée par logiciel, adaptée aux flottes IoT à grande échelle. La SGP.32 gère à distance et de manière sécurisée le cycle de vie des profils opérateurs, sans intervention physique. Les appareils peuvent être livrés connectés dès leur sortie d’usine grâce à un profil bootstrap, ce qui réduit le besoin de multiplier les références régionales et simplifie considérablement la gestion des cartes SIM dans les déploiements internationaux. La SGP.32 ouvre également la voie à une véritable indépendance vis-à-vis des opérateurs. Les entreprises peuvent adapter leur connectivité à mesure que leurs déploiements s’étendent à de nouvelles régions, intégrer de nouveaux opérateurs au fil du temps et ainsi éviter toute dépendance à un fournisseur unique sur la durée de vie des appareils. Elle renforce aussi la résilience opérationnelle. Grâce à la possibilité de stocker et de gérer plusieurs profils sur une même eSIM, les organisations peuvent mettre en place des solutions de repli qui garantissent la continuité de service et limitent les risques liés aux pannes réseau ou aux évolutions de couverture. Pour les entreprises qui déploient des solutions IoT à l’échelle mondiale, comprendre la SGP.32 n’est plus une option. C’est un élément fondamental pour concevoir des architectures de connectivité flexibles, évolutives et adaptées aux enjeux économiques sur l’ensemble du cycle de vie des appareils.