La 5G sera-t-elle plus économe en énergie que la 4G ?
L'augmentation de la consommation d'énergie dans les prochains réseaux sans fil pourrait s'avérer non viable écologiquement. Les ingénieurs pensent avoir des solutions pour la 5G, mais rien n'est moins sûr.
Si les réseaux sans fil transfèrent 1 000 fois plus de données, cela signifie-t-il qu'ils consommeront 1 000 fois plus d'énergie ? Ce serait probablement le cas avec les anciennes technologies sans fil 4G LTE, dont la capacité de veille est inexistante. Mais la 5G pourrait offrir plus d'options pour économiser de l'énergie. De plus en plus, les entreprises demandent des solutions prespectueuses de l'environnement, et les ingénieurs cherchent à améliorer la dépense énergétique, au point que la 5G pourrait devenir le premier réseau à moindre émission de CO2. Mais ce n'est pas encore gagné. « Quand la technologie 4G sans fil a été développée, peu de gens se préoccupaient de la quantité d'énergie consommée pour transmettre les bits d'information », explique Emil Björnson, professeur agrégé en systèmes de communication à l'Université de Linkoping, dans un article qu'il a posté sur le site Web du campus suédois.
« Le mode veille n'a jamais été intégré à la 4G », écrit encore Emil Björnson. Une des raisons de l'absence de ce mode veille, c'est que les architectes voulaient être sûrs d'éviter les déconnexions. « Alors ils ont tout simplement maintenu l'alimentation en électricité ». L'inconvénient de cette redondance, c'est que la quantité d'énergie utilisée est presque la même, que le système transmette ou non des données. « Nous savons aujourd'hui que cette redondance n'est pas nécessaire », a déclaré le professeur de l'Université de Linkoping. Comparativement, les réseaux 5G utilisent peu d'énergie quand le trafic est faible, ce qui réduit la consommation. Pour rendre les réseaux de demain énergétiquement super efficaces, même en cas d'usage intensif, et en particulier les réseaux 5G qui pourraient remplacer un jour le haut débit de l'entreprise, M. Björnson a une solution : « La réponse se trouve du côté des antennes Massive-MIMO (multiple-in, multiple-out) », a-t-il déclaré. Des centaines d'antennes connectées permettraient selon lui d'exploiter au maximum le multi-path.
Nokia veut aussi réduire les émissions de CO2 des réseaux sans fil
Ce n'est pas la première fois qu'Emil Björnson évoque la solution des antennes Massive-MIMO. D'une part, elle pourrait résoudre la question des plafonds de capacité des réseaux sans fil. Aujourd'hui, le professeur fournit de nouvelles données de recherches qui prouveraient que la technologie d'antennes Massive-MIMO permettrait également de réduire la consommation d'énergie. Ces théories académiques, regroupées dans un document, font l'objet d'une promotion active de la part du professeur et de son équipe.
La solution d'Emil Björnson n'est pas unique en son genre. Nokia souligne que les ondes radios ne sont pas les seules à consommer de l'électricité. L'entreprise de télécommunications, et l'un des principaux fabricants mondiaux d'équipements de réseaux mobiles, affirme pour sa part que le refroidissement est l'opération qui consomme le plus d'électricité. Selon Nokia, en 2016 (derniers chiffres disponibles), le coût énergétique mondial des réseaux Radio Access Networks (RAN), qui prend en compte la consommation des stations de base émettrices-réceptrices (BTS) nécessaires aux réseaux mobiles, s'élevait à 80 milliards de dollars environ. Et ce chiffre est forcément appelé à croître avec l'augmentation du nombre d'utilisateurs. À propos de la consommation d'électricité des stations de base émettrices-réceptrices, Harry Kuosa, responsable marketing de Nokia, écrit que « 90 % environ de cette électricité est perdue en chaleur ». Or, « les sites des stations émettrices-réceptrices représentent environ 80 % de la consommation totale d'énergie d'un réseau mobile », précise encore Nokia sur son site. « Un trafic mille fois plus important qui engendrerait des coûts énergétiques mille fois plus élevés n'est pas durable », déclare Nokia dans son ebook intitulé « Transformer l'objectif zéro CO2 en opportunité commerciale ». C'est la raison pour laquelle Nokia prévoit, entre autres choses, d'installer pour la 5G des stations à refroidissement liquide, mais aussi de recourir à des processeurs moins gourmands en énergie. L'équipementier estime qu'un refroidissement liquide permettrait de réduire les émissions de CO2 à hauteur de 80 %.
Des avis pas toujours partagés
Tous les acteurs ne pensent pas que la consommation d'énergie pourra être réduite lors de l'implémentation de la 5G. Selon un dirigeant de China Mobile, cité par Gabriel Brown de Heavy Reading, les stations BTS 5G consommeront trois fois plus d'énergie que les stations BTS 4G LTE parce que les fréquences plus élevées utilisées en 5G nécessitent plus d'unités BTS pour assurer la même couverture géographique : pour des raisons de physique, plus les fréquences sont élevées, plus la portée est courte. Si, comme prévu, les entreprises font de la 5G la fréquence à large bande pour l'internet des objets (IoT), en complément de réseaux privés couvrant tout le reste, alors ces questions d'environnement et de coûts seront importantes, et il faudra y répondre rapidement. La 5G sera bientôt là et Gartner estime que 60% des entreprises l'adopteront.
