L'exploitation cellulaire s'est traditionnellement mal adaptée à l'extraction minière.
Pour les mineurs, le réseau cellulaire a posé des problèmes d'accessibilité et de fiabilité , pourtant essentiels à leurs activités . C'est pourquoi, à lui seul, il ne s'est pas révélé idéal pour le minage. L'industrie s'est donc principalement appuyée sur le Wi-Fi pour la communication de données sans fil.
Les quatre premières générations de réseaux cellulaires ont été conçues essentiellement pour le marché grand public. La plupart du temps, les consommateurs accèdent aux réseaux via leur téléphone et téléchargent des données dans les zones où la couverture réseau est dense et bien fournie.
Avec l'avènement de la 5G , les réseaux cellulaires gagnent en robustesse et s'adaptent mieux aux applications industrielles. Comprendre les différences entre la 4G et la 5G, ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque technologie, nécessite d'établir quelques principes fondamentaux, que nous abordons ci-dessous.
Comprendre la différence entre la 4G et la LTE
La 4G est la quatrième génération de technologie de réseau mobile (cellulaire) qui est devenue commercialement viable pour la première fois en 2010. La 4G a constitué un grand pas en avant par rapport à la troisième génération précédente (3G) en termes de bande passante, de latence et de fiabilité du réseau.
Alors, quelle est la différence exacte entre la 4G et la LTE ? La confusion autour de la 4G, de la LTE et de la LTE+ vient du fait que ces termes définissent des exigences minimales de service, mais pas la manière dont elles sont mises en œuvre. Le WiMAX mobile et l’EV_DO sont deux exemples de normes de fonctionnement alternatives pour les technologies 4G qui répondent aux exigences de service établies.
La LTE est la norme d'exploitation la plus courante pour les technologies 4G, telle que définie par le 3GPP (3rd Generation Partnership Project). En 2011, la version 10 du 3GPP a défini les critères de la LTE+ (ou LTE Advanced ; LTE-A), qui est devenue la norme mondiale dominante et a préparé le terrain pour l'évolution vers la 5G.
La 5G ouvre de nouvelles possibilités pour les cas d'utilisation du minage
La 5G utilise le même spectre radioélectrique et la même infrastructure réseau que la 4G, auxquels s'ajoutent des fréquences plus élevées et des technologies de transmission avancées. Ces améliorations augmentent la capacité du réseau et permettent d'atteindre des débits jusqu'à 100 fois supérieurs à ceux des réseaux 4G.
En matière d'exploitation du réseau, le cœur de réseau 5G (ou « cerveau » du réseau) utilise une architecture basée sur les API, contrairement à l'architecture basée sur le protocole IP utilisée en 4G. L'architecture virtualisée de la 5G a le potentiel de prendre en charge des cas d'utilisation industriels critiques en termes de temps, notamment le fonctionnement autonome des machines et le positionnement précis des appareils connectés.
Investir dans une solution pérenne exige une approche équilibrée.
En général, un réseau sans fil bien installé et doté d'un équipement de qualité a une durée de vie de cinq à sept ans. Certains de nos clients possèdent des réseaux de plus de dix ans, mais leurs besoins n'ont que très peu évolué. Dans ces cas-là, le réseau, malgré son âge relatif, répond toujours à leurs besoins.
La durée de vie de votre réseau dépend de l'usure de son infrastructure, de l'évolution des besoins en capacité et de l'introduction de nouvelles technologies. Le premier point est assez explicite.
Si votre infrastructure est installée près du front de taille d'une mine souterraine, elle est plus exposée aux dommages, ce qui affecte directement sa durée de vie potentielle. L'ajout d'équipements télécommandés et autonomes peut entraîner une augmentation de vos besoins en capacité de données et nécessiter une mise à niveau du réseau. Enfin, à mesure que les technologies réseau deviennent plus accessibles et abordables, et que de nouveaux produits apparaissent, une mise à jour du réseau peut s'avérer nécessaire pour tirer parti de ces nouvelles possibilités.
Même si votre premier réflexe est de vous procurer le réseau le plus récent et performant, il est important de comprendre que les cas d'utilisation concrets du minage qui exploitent pleinement la 5G et les technologies qu'elle permet sont encore émergents. Il faut également garder à l'esprit que toute nouvelle technologie s'accompagne de nouveaux défis, notamment en matière de maintenance et d'exploitation.
Après son lancement commercial en 2001, l'abandon progressif des réseaux 3G a été finalisé par la plupart des grands opérateurs en 2022. Compte tenu de la durée de vie de la 3G, on peut estimer que les réseaux 4G resteront disponibles et commercialement viables au moins jusqu'en 2030. Cela signifie que la 4G coexistera avec les générations de réseaux suivantes (5G et au-delà), assurant ainsi sa viabilité commerciale pour les années à venir.
Les générations futures de téléphones cellulaires n'apporteront que des améliorations progressives.
L'organisme international de normalisation 3GPP prépare déjà le déploiement des réseaux 6G. Cependant, les progrès de la 6G et des générations suivantes seront probablement moins spectaculaires que les changements induits par l'arrivée de la LTE et de la 5G. Ceci s'explique par les limites physiques de capacité et de bande passante de tout support, qu'il s'agisse d'un câble en cuivre ou d'un réseau radio.
Publié pour la première fois en 1948, le théorème de Shannon-Hartley (ou loi de Shannon) définit la limite supérieure du débit de données pouvant être transmis sans erreur sur un canal de communication. Avec les progrès constants de la technologie cellulaire, nous nous rapprochons de cette limite maximale.
Comparée à la 4G, la 5G utilise une gamme de fréquences plus étendue, davantage d'antennes et des schémas de modulation d'ordre supérieur pour offrir une capacité réseau accrue et des débits de données plus rapides. À terme, les limites du réseau, telles que définies par la loi de Shannon, seront atteintes. Cela signifie que les futurs réseaux cellulaires ne pourront être plus performants ; vous ne manquerez donc pas d'avantages majeurs en conservant les technologies 4G et 5G pendant encore de nombreuses années.
Les solutions de réseau hybrides sont souvent la meilleure option pour les mineurs.
Pour la plupart des utilisateurs, la meilleure solution sera hybride, pouvant inclure des technologies telles que la LTE, le Wi-Fi, le mesh, le Bluetooth, les technologies cellulaires LPWA (Low Power Wide Area) comme le Nb-IoT (Narrow Band IoT ) et le LTE Machine (LTE-M), selon les besoins de l'application. Les satellites apparaissent également comme une composante viable de cette solution.
Une solution hybride peut utiliser le réseau cellulaire pour couvrir de vastes zones tout en s'appuyant sur d'autres technologies pour combler les lacunes. Pour atteindre des zones difficiles d'accès comme les sous-sols, les fosses et les zones de décharge, vous pouvez renforcer le réseau cellulaire avec un système tel que Rajant Instamesh. Cette technologie simple, flexible et performante permet de créer un maillage sans fil entre les machines pour couvrir ces zones.
Les réseaux hybrides se généralisent avec les déploiements cellulaires car ils offrent plus de possibilités, de fonctionnalités et de simplicité. C'est une excellente façon de tirer parti des atouts de technologies totalement différentes et de les utiliser pour les tâches pour lesquelles elles excellent chacune.
Alors, la réponse à la question « La 5G est-elle meilleure que la 4G pour le minage ? » dépend de chaque entreprise et de chaque site minier. En comprenant bien la technologie cellulaire, vos besoins actuels et votre stratégie pour les cinq à sept prochaines années, vous pouvez concevoir une solution réseau évolutive, prête pour la numérisation et l'automatisation.
L'adoption de la 5G pourrait présenter un certain nombre de défis pour les mineurs.
Même avec une capacité accrue, un débit plus élevé et une latence réduite, la 5G pose encore de nombreux défis aux mineurs. Le premier d'entre eux consiste simplement à accéder aux infrastructures publiques dans les zones reculées.
Lorsqu'il s'agit de construire des réseaux cellulaires privés, il faut tenir compte des coûts, des licences et de la disponibilité de la bande passante. Il faut également prendre en compte les problématiques liées à l'adaptation des réseaux aux sites miniers en constante évolution et à la couverture des zones difficiles d'accès, notamment souterraines.
Au-delà de l'accès au réseau, les antennes et autres équipements réseau manquent souvent de robustesse pour résister aux conditions difficiles du secteur minier. L'exploitation, la maintenance et l'entretien des réseaux cellulaires requièrent un savoir-faire dont beaucoup d'entreprises ne disposent pas en interne.
Enfin, la plupart des exploitations minières ne disposent pas encore des véhicules, machines et systèmes nécessaires pour exploiter pleinement le potentiel des réseaux 5G. De ce fait, les mineurs doivent adopter une approche pragmatique et investir dans une solution réseau pérenne.
Trouver la solution réseau adaptée à votre mine
Les réseaux de télécommunications sont essentiels à la numérisation et à l'automatisation. Le choix de vos technologies de télécommunications jouera un rôle crucial dans la réalisation de vos ambitions de modernisation de votre mine et dans l'amélioration de la sécurité, de l'efficacité et de la productivité.
Pour accompagner les mineurs dans la gestion complète de leur réseau sans fil, Epiroc a investi ces dernières années dans l'expansion de son offre de solutions et le développement de son expertise interne. L'entreprise propose notamment une solution de réseau en tant que service (NaaS) permettant aux mineurs de profiter pleinement de la connectivité sans se soucier des fonctionnalités, de la capacité ou du développement.
Source : https://www.epiroc.com/en-us/newsroom/2024/5g-better-and-why
