Routeur 5G industriel

Selon les dernières estimations, c’est à horizon 2030 que la France devrait être entièrement couverte par la 5G. D’ici là, son déploiement se poursuit. Le 19 mars 2021, c’était ainsi au tour de la capitale française de passer le cap. Véritable serpent de mer de l’actualité de ces dernières années, la 5G et les débats qui l’ont entourée ont parfois occulté la diffusion des informations liées au dispositif en lui-même. Qu’est-ce que la 5G ? Quels sont ses protocoles ? Les spécificités des nouveaux routeurs que nous voyons progressivement émerger ? Tout ce qu’il faut savoir à ce sujet, c’est ici.

Réseau 5G qu'est-ce que c'est ?

De façon très prosaïque, la 5G correspond à la cinquième génération du réseau de communication mobile. Il s’agit donc du réseau qui succédera à la 4G. Voici les caractéristiques du réseau 5G :

• Débit théorique jusqu'à 10 Gb/s (Contre 1Gb/s pour la 4G/LTE)
• Une latence théorique qui peut atteindre 1ms (20-30ms pour la 5G)
• Jusqu'à 1 million d'appareils connectés / km2 (100 000 pour la 4G)
• Une bande de fréquence à 3.5Ghz qui offre un bon compromis portée et débit
• Une portée plus faible (Ondes millimétriques mmWave, 24-100 GHz)
• Création de réseaux virtuels avec QoS
• Support du Massive MIMO (Multiple Input Multiple Output) : utilisation de multiples antennes pour améliorer le débit et la portée
• Beamforming : focalisation du signal radio vers l’utilisateur plutôt qu’une diffusion omnidirectionnelle.

Comme vous l’aurez probablement constaté de nouveaux usages sont désormais possibles grâce au débit accru jusqu'à 10 GBits/s. On retrouve d'ailleurs de nouvelles applications industrielles, IoT, médicales ou urbaines avec le Smart City. Un véritable bond technologique !

A noter qu'il est possible de déployer ce réseau de 2 manières :

• NSA (Non-Standalone) : s’appuie sur l’infrastructure 4G existante.
• SA (Standalone) : déploiement d’un cœur de réseau 5G indépendant.

Pour accéder à cette nouvelle itération du réseau mobile, il est nécessaire d'avoir un équipement compatible comme le routeur 5G industriel.

Qu'est-ce qu'un routeur 5G et quelles sont ses caractéristiques ?

Un routeur 5G est un appareil permettant de se connecter à un réseau mobile 5G pour fournir un accès Internet haut débit à plusieurs dispositifs. Contrairement à un modem classique, il utilise une carte SIM et capte le signal 5G pour le redistribuer via Wi-Fi ou des ports Ethernet, offrant ainsi une alternative performante aux connexions filaires traditionnelles. Grâce à la faible latence et aux débits élevés de la 5G, cet équipement est idéal pour les entreprises, les industries, les télétravailleurs et les zones mal desservies par la fibre optique. Certains modèles intègrent des fonctionnalités avancées comme le Wi-Fi 6, Wi-Fi 7, le dual-SIM pour une redondance réseau ou encore des antennes externes pour optimiser la réception du signal.

Caractéristiques du routeur industriel

La version industrielle, quant à elle, apporte également des caractéristiques spécifiques aux environnements dans lequelle ce produit évolu :

• Compatibilité 5G NSA & SA
• Support multi-bande en fonction des pays
• Fallback vers la 4G LTE et 3G
• Boitier métallique et robuste
• Des certifications industrielles (ex. CE, FCC, EN50155 pour le ferroviaire, ATEX pour les environnements explosifs)
• Une gestion de la sécurité réseau (VPN, Pare-feu, ...)
• Double SIM pour basculer entre opérateurs en cas de pnne
• Plateforme de gestion à distance
• Des ports séries RS-232 ou 485, voir des entrées / sorties digitales et relais
• Ports USB et convertisseurs de protocoles industriels (Modbus/TCP Modbus/RTU, CANBus, MQTT, ...)
• GPS
• Fixation murale ou Rail Din
• Option ethernet PoE ou PoE+ pour alimenter une caméra par exemple 
• ...

Les marques Advantech avec les ICR, Cisco, Teltonika, ... disposent généralement de ces options.

Différence entre modem et routeur 5G

Les termes modem et routeur font souvent l’objet d’un amalgame. Il s’agit, pourtant, de deux choses bien distinctes.

Un modem est un équipement générant des connexions. Il doit être piloté de l’extérieur et reçoit ainsi l’ordre de se connecter, d’envoyer des données, de recevoir les données, etc. Le dispositif - modem 5G ou non - est doté d’une antenne, laquelle lui permet de communiquer avec le réseau de votre opérateur. De plus, plusieurs équipements ne peuvent être connectés à un modem.

Le routeur, pour sa part, est l’équivalent d’une box internet ADSL ou Fibre. Pour faire simple, son seul besoin est d’être alimenté. Après quoi, il gère sa connexion en parfaite autonomie. À la différence du modem, il s’agit donc d’un dispositif intelligent, capable de gérer tous les appareils connectés au réseau (la plupart du temps, ordinateurs, tablettes et smartphones).
Ainsi, contrairement au modem, le routeur a une double fonction :

• permettre de se connecter au réseau d’un opérateur (SFR, Bouygues Telecom, Free ou encore Orange par exemple). Pour l’utiliser, il suffit de souscrire un abonnement chez l’un de ces derniers, lequel vous fournira une carte SIM nécessaire au fonctionnement du routeur ;

• partager la connexion entre les différents appareils connectés au réseau (et ce, qu’il s’agisse d’une connexion filaire ou Wi-Fi).

De plus, il est à noter que les routeurs 4G ou 5G présentent l’avantage d’être transportables. À l’inverse des box internet dites “traditionnelles”, vous pouvez emmener votre dispositif en déplacement, à condition de rester en France et d’être localisé dans une zone couverte par le réseau.

Quelques cas d'usages

Surveillance vidéo HD en environnement critique

Une entreprise de sécurité souhaite déployer un système de vidéosurveillance en temps réel sur un site industriel isolé, sans accès à la fibre optique.

Le routeur 5G industriel assure une connectivité ultra-rapide pour la transmission en temps réel des flux vidéo HD/4K. Il intègre un switch PoE (Power over Ethernet) pour alimenter directement les caméras IP sans câblage supplémentaire.

Caractéristiques techniques utilisées

• Connectivité 5G SA/NSA : pour un débit élevé et une latence réduite.
• Switch intégré avec ports PoE : alimentation directe des caméras IP.
• VPN (IPsec, OpenVPN) : sécurisation des flux vidéo contre les intrusions.
• Double SIM / Multi-WAN : basculement automatique en cas de perte de connexion.
• Boîtier robuste IP67 : résistance aux intempéries et aux conditions industrielles.

Connectivité IoT et automatisation industrielle (Edge Computing & SCADA)

Une usine de production souhaite optimiser ses processus en intégrant un réseau de capteurs IoT et en améliorant la communication entre ses automates industriels (PLC, SCADA).

Le routeur 5G industriel sert de passerelle IoT, récupérant les données des capteurs via convertisseurs RS232/RS485 vers Ethernet et les traitant en local grâce à un moteur Edge Computing avant de les envoyer vers le cloud.

Caractéristiques techniques utilisées

• Connectivité 5G / fallback 4G LTE : transmission rapide des données IoT.
• Ports série RS232/RS485 : intégration avec les automates industriels.
• Edge Computing embarqué : traitement local des données pour réduire la latence.
• E/S numériques & relais : pilotage d’actionneurs industriels.
• Sécurisation VPN & firewall : protection des échanges avec le SCADA.

Réseau de communication sécurisé pour sites sensibles (Énergie, Défense, Télécoms)

Un opérateur de réseau électrique souhaite déployer un réseau de communication sécurisé pour le contrôle à distance des postes de transformation et la gestion des infrastructures critiques.

Le routeur 5G industriel assure une communication sécurisée via VPN IPsec et un pare-feu avancé. Il offre une redondance réseau avec un switch Ethernet intégré et des connexions Wi-Fi backup pour garantir une continuité de service.

Caractéristiques techniques utilisées

• 5G & Multi-WAN (Satellite, Fibre, LTE) : redondance et disponibilité réseau.
• VPN IPsec/OpenVPN : protection contre les cyberattaques.
• Switch Ethernet 4-8 ports : intégration aux infrastructures existantes.
• Convertisseurs fibre optique : interconnexion avec les réseaux longue distance.
• Alimentation large plage (9-36VDC) : compatibilité avec l’alimentation des sites industriels.

Surveillance et maintenance à distance de machines (Maintenance prédictive - Industrie 4.0)

Une entreprise de production souhaite surveiller ses équipements critiques et anticiper les pannes via un système de maintenance prédictive.

Le routeur 5G collecte les données des capteurs et automates via ses entrées/sorties numériques et les transmet via VPN sécurisé à un serveur d’analyse basé sur l’IA.

Caractéristiques techniques utilisées

• Edge Computing embarqué : prétraitement des données avant envoi au cloud.
• E/S numériques et relais : connexion aux capteurs de vibration/température.
• VPN IPsec/OpenVPN : protection des transmissions vers l’infrastructure IT.
• Failover 4G/5G : continuité de service même en cas de panne réseau.
• Boîtier IP67 & certification ATEX : résistance aux environnements extrêmes.

Les débits associés à la 5G

Le réseau 5G est annoncé comme le réseau Ultra Haut Débit de l'internet mobile. Cependant les débits annoncés divergent beaucoup en fonction des opérateurs. En effet cela dépend des bandes de fréquences acquisent et utilisées par les opérateurs mobile. En France les opérateurs sont tenus de proposer un débit minimum de 100Mb/s. Ainsi il faut savoir qu'un opérateur peut décider d'utiliser la bande de fréquence de 3.5Ghz par exemple. Aujourd'hui les opérateurs sont autorisés à utiliser les bandes de fréquence de 700Mhz (comme la 4G mais avec le protocole 5G) et 3.5Ghz. Cette dernière offre un excellent ratio couverture/débit et est aussi appelée bande de coeur de la 5G.

Une dernière bande de fréquence n'est pas encore attribuée: 26Ghz. Jusqu'à présent elle était réservé aux liaisons sattélites et infrastructures. Elle permettra d'atteindre des débits très importants sur une pénétration et une portée plus faible.

A noter que comme les générations précédentes, la 5G possède des débits qui seront amenés à s'améliorer avec le temps !

Pour le moment, L'ARCEP remonte que ses études sur le terrain démontrent chez Bouygues, SFR et Orange des débits d'environ 240Mb/s.

Pourquoi préférer un routeur 5G à un routeur 4G ?

Comme nous l’évoquions un peu plus haut, les avancées techniques promises par la 5G permettront d’optimiser les performances existantes et d’élargir l’horizon de l’innovation technologique. À l’échelle de la population cependant, lesdites avancées peuvent paraître lointaines et détachées de leur propre quotidien. Aussi, les principaux progrès que les utilisateurs constateront de façon journalière seront principalement :

• l'augmentation du nombre de connexions mobiles ;
• l'optimisation de la vitesse des téléchargements (en moyenne dix fois plus rapides qu’en 4G) ;
• l’accroissement des volumes autorisés au téléchargement ;
• l’amélioration de la qualité des visioconférences.

Aujourd’hui déployée en priorité dans les zones urbaines denses et surchargées - justement afin de les désengorger - la 5G a vocation à être généralisée sur la totalité du territoire français d’ici à 2030.

Aussi, un routeur 5G vous permet de vous connecter au réseau et de bénéficier d’une connexion plus rapide dans les zones qui le permettent. Si, au contraire, vous vous trouvez dans une zone non-couverte, vous pouvez tout à fait vous connecter à la 4G (ou 4G+). L’inverse, en revanche, n’est pas possible : un routeur 4G est dans l’impossibilité de se connecter à la 5G.
Vous l’aurez compris : d’ici une dizaine d’années, la possession d’un routeur 5G deviendra vraisemblablement la norme, pour les particuliers comme pour les professionnels.

Le routeur 5G : un avantage pour les entreprises et l'industrie ?

Jusqu’alors le routeur 4G s’était largement démocratisé au sein des entreprises. Il permettait de leur garantir la meilleure couverture réseau possible, lorsque la fibre n’était pas disponible. Le déploiement de la 5G, toutefois, pourrait bien changer la donne.

En l’état, les tous premiers routeurs 5G délivrés aux sociétés leur permettent désormais d’obtenir des débits similaires à ceux octroyés par la Fibre, et ce, sans connexion filaire. De fait, ils rendent possible le recours aux réseaux VPN/MPLS.

À noter : le dispositif peut également être utilisé en complément d’une connexion principale fibrée. Auquel cas, si elle doit s’interrompre, celle-ci se voit redirigée vers le routeur 5G, qui prendra le relais en tant que “back-up”. Un parachute fort appréciable pour tous les professionnels, dont l’activité est étroitement liée à la qualité de leur connexion.

Les usages professionnels 

Actuellement, on distingue trois utilisateurs dits “professionnels” de cette technologie nouvelle :

• les entreprises non-éligibles à la Fibre ;

• les entreprises ayant des besoins occasionnels (dans le cadre d’événements, pour lesquels une connexion ne nécessitant pas de raccordement physique est évidemment privilégiée) ;
• les entreprises désireuses de sécuriser leur connexion principale, en s’octroyant un “back-up” en cas de bug (en particulier celles dont l’activité dépend de leur connexion).

Cette liste n’est pas exhaustive. De fait, le recours à la 5G deviendra - à terme - nécessaire à toutes les entreprises souhaitant conduire leur activité dans de bonnes conditions.

Quelques exemples

Huawei

Jusqu’à 64 appareils peuvent être connectés sur son routeur 5G CPE Pro, lequel transforme la connexion en un signal WiFi verrouillé par mot de passe. Conforme à la toute dernière norme WiFi - WiFi 6 - ce routeur propose un débit de 1,6 à 3,6 Gbit/s en 4G et 5G. Petit bonus : 4 ports Ethernet ont été prévus.

Hub

Équipé d’un écran tactile, le routeur HTC 5G Hub vous permet de prendre connaissance de différentes informations, telles que le volume utilisé, la puissance du signal, la technologie en action (4G, 4G+ ou 5G), la vitesse de transmission, mais aussi le nombre d’appareils connectés. Ce routeur peut accueillir 20 appareils maximum. À noter : son autonomie de deux jours (en fonctionnant de façon permanente).

Netgear

Le routeur 5G Netgear Nighthawk M5, quant à lui, peut connecter jusqu’à 32 appareils. Lui aussi compatible au Wi-Fi 6, il mise sur la praticité grâce à son petit format. Là encore, l’autonomie du routeur est remarquable (environ 13 h).

Ce qu’il faut retenir

Annonciatrice de profondes avancées technologiques, la 5G s’inscrit dans la continuité de la révolution digitale. Sur le plan professionnel, il semble que toutes les entreprises devront - à plus ou moins brève échéance - passer ce cap, afin de pérenniser leur existence. Outre une nécessaire évolution induite par ce que l’on nomme “l’ère du numérique”, l’adoption des dispositifs adéquats - routeur 5G ou modem 5G - permettra aux professionnels de bénéficier d’outils de travail plus performants. Attention toutefois, car cette conversion implique des enjeux de sécurité cruciaux pour de nombreuses sociétés. En conclusion, n’hésitez pas à interroger votre opérateur au moment de la transition. Pour assurer la sûreté de vos dispositifs, il est en effet conseillé de choisir les options VPN/MPLS et Internet supervisé, lesquels garantissent une meilleure protection.