Le réseau cellulaire a toujours été mal adapté au minage

Pour les mineurs, le réseau cellulaire a présenté des défis en termes d'accessibilité aux réseaux et de fiabilité critique à la mission. C'est pourquoi le réseau cellulaire en lui-même n'a pas été une solution idéale pour le minage. Ainsi, l'industrie s'est principalement appuyée sur le Wi-Fi pour la communication de données sans fil.

Les quatre premières générations de réseaux cellulaires ont été essentiellement conçues pour le marché grand public. Dans la plupart des cas, les consommateurs accèdent aux réseaux avec leurs téléphones, téléchargeant des données dans des zones avec un accès sans entrave à de nombreuses tours et antennes cellulaires.

Avec l'avènement de la 5G, les réseaux cellulaires deviennent plus robustes et mieux adaptés aux cas d'utilisation industriels. Pour comprendre les différences entre la 4G et la 5G, ainsi que les avantages et les inconvénients de chaque technologie, il est nécessaire d'établir certains principes de base, 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 bond 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 exactement la différence entre la 4G et la LTE ? La confusion qui entoure la 4G, la LTE et la LTE+ est que ces termes définissent les exigences de service minimales, mais pas la manière dont ces exigences sont satisfaites. Le WiMAX mobile et l'EV_DO sont deux exemples de normes d'exploitation alternatives pour les technologies 4G qui répondent aux exigences de service établies.

LTE est la norme d'exploitation la plus courante pour les technologies 4G, telle que définie par le 3rd Generation Partnership Project (3GPP). En 2011, la version 10 du 3GPP a défini les critères de LTE+ (ou LTE Advanced ; LTE-A), qui est devenue la norme mondiale dominante, et a jeté les bases de l'évolution vers la 5G.

La 5G ouvre de nouvelles possibilités pour les cas d'utilisation de l'exploitation minière

La 5G utilise le même spectre radio et la même infrastructure réseau que la 4G, avec l'ajout d'un spectre de fréquences plus élevées et de technologies de transmission. Ces ajouts augmentent la capacité du réseau et peuvent offrir des vitesses jusqu'à 100 fois plus rapides que les réseaux 4G.

En ce qui concerne l'exploitation du réseau, le 5G Core (ou le « cerveau » du réseau) utilise une architecture basée sur API, contrairement à l'architecture IP utilisée dans la 4G. L'architecture virtualisée de la 5G a le potentiel de prendre en charge des cas d'utilisation industrielle critiques dans le temps, notamment le fonctionnement autonome des machines et le positionnement précis des appareils connectés.

Investir dans une solution à l'épreuve du temps nécessite une approche équilibrée

En général, votre réseau sans fil durera cinq à sept ans s'il est bien installé et que la sélection de produits est solide. Nous avons des clients dont les réseaux ont bien plus de 10 ans, mais ces sites ont connu une augmentation minimale des besoins. Dans ces cas, le réseau peut toujours répondre à leurs besoins, même s'il est relativement ancien.

La durée de vie de votre réseau dépend de l'usure à laquelle l'infrastructure réseau sera confrontée, de l'évolution des besoins en capacité et de l'introduction de nouvelles technologies réseau. Le premier point est fondamentalement explicite.

Si votre infrastructure est installée près de la face d'une mine souterraine, elle est plus exposée aux dommages, ce qui affecte directement la durée de vie potentielle. Si vous décidez d'ajouter davantage d'équipements télécommandés et autonomes, votre besoin accru de capacité de données peut nécessiter une mise à jour du réseau. Enfin, à mesure que les technologies réseau deviennent plus accessibles et abordables et que de nouveaux produits sont introduits, vous souhaiterez peut-être actualiser le réseau pour profiter de ces nouvelles possibilités.

Bien que votre premier réflexe puisse être d'obtenir le réseau le plus récent et le plus performant, vous devez comprendre que les cas d'utilisation minière réels qui peuvent exploiter pleinement la 5G et la technologie qu'elle permet sont encore à l'état émergent. Vous devez également garder à l'esprit que les nouvelles technologies entraînent de nouveaux défis, notamment en termes de maintenance et d'exploitation.

Après leur première commercialisation en 2001, la suppression progressive (ou l'extinction) des réseaux 3G a été finalisée par la plupart des principaux opérateurs de réseau en 2022. Sur la base de la durée de vie de la 3G, nous pouvons estimer que les réseaux 4G seront toujours disponibles et commercialement viables jusqu'en 2030 au moins. Cela signifie que la 4G existera aux côtés des générations ultérieures de réseaux (5G et au-delà), rendant la 4G commercialement viable pour les années à venir.

Les futures générations de téléphones cellulaires n'apporteront que des améliorations progressives

L'organisme international de normalisation 3GPP prévoit déjà des réseaux 6G. Mais les avancées de la 6G et des générations suivantes seront probablement moins spectaculaires que les changements qui ont accompagné l'avènement de la LTE et de la 5G. En effet, il existe des limites physiques à la capacité et à la bande passante de tout support, qu'il s'agisse d'un fil de 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 auquel les données peuvent être transmises sur n'importe quel canal de communication sans erreur. À mesure que la technologie cellulaire continue de progresser, nous nous rapprochons de cette limite maximale.

Par rapport à la 4G, la 5G utilise une gamme de fréquences plus large, davantage d'antennes et des schémas de modulation d'ordre supérieur pour offrir une plus grande capacité de réseau et des vitesses de données plus rapides. Tôt ou tard, les limites du réseau telles que définies par la loi de Shannon seront atteintes. Cela signifie que les futurs réseaux cellulaires ne peuvent être que si puissants, vous ne manquerez donc pas grand-chose en vous en tenant à la technologie 4G et 5G pendant de nombreuses années à venir.

Les solutions de réseau hybrides sont souvent la meilleure option pour les mineurs

Pour la plupart, la meilleure solution sera un hybride, qui pourrait inclure des technologies telles que LTE, Wi-Fi, mesh, Bluetooth, des technologies cellulaires à faible consommation d'énergie (LPWA) telles que l'IoT à bande étroite (Nb-IoT) et LTE Machine (LTE-M), en fonction des exigences de votre application. Les satellites apparaissent également comme un ingrédient viable dans cette recette.

Une solution hybride peut utiliser le cellulaire pour de grandes zones de couverture tout en tirant parti d'autres technologies pour combler les lacunes. Lorsqu'il s'agit de pénétrer dans des zones difficiles d'accès comme le sous-sol, dans vos puits et derrière les décharges, vous pouvez renforcer le réseau cellulaire avec quelque chose comme Rajant Instamesh, qui est une technologie simple, agile et souple que vous pouvez connecter sans fil entre les machines pour couvrir ces zones.

Les réseaux hybrides deviennent de plus en plus courants avec les déploiements cellulaires, car vous pouvez obtenir plus, vous pouvez faire plus, et c'est plus simple. C'est une belle façon d'exploiter les points forts de technologies complètement différentes et de les utiliser pour les tâches pour lesquelles elles sont chacune les plus performantes.

Alors, la réponse à la question : la 5G est-elle meilleure que la 4G pour l'exploitation minière ? Cela dépend vraiment de chaque entreprise et de chaque site minier. Avec une compréhension pratique de la technologie cellulaire, de vos besoins actuels et de votre feuille de route pour les cinq à sept prochaines années, vous pouvez créer une solution réseau à l'épreuve du temps, prête pour la numérisation et l'automatisation.

L'adoption de la 5G peut présenter un certain nombre de défis pour les mineurs

Même avec une plus grande capacité, un débit plus élevé et une latence plus faible, la 5G présente toujours un certain nombre de défis aux mineurs. Le premier d'entre eux consiste simplement à accéder aux infrastructures publiques dans les zones reculées.

Lorsqu'il s'agit de créer des réseaux cellulaires privés, il faut tenir compte du coût, des licences et de la disponibilité de la bande passante. Il en va de même pour les problèmes liés à l'adaptation des réseaux aux sites miniers en constante évolution et à la garantie d'une couverture dans les zones difficiles d'accès, en particulier sous terre.

Au-delà de l'accès au réseau, les antennes et autres matériels réseau manquent souvent de durabilité pour faire face aux conditions difficiles de l'exploitation minière. La gestion de l'exploitation, de la maintenance et de l'entretien des réseaux cellulaires nécessite un savoir-faire qui fait défaut à de nombreuses opérations en interne.

Enfin, la plupart des opérations minières ne disposent pas encore de véhicules, de machines et de systèmes pour tirer parti de tout le potentiel des réseaux 5G. Dans cette optique, les mineurs doivent adopter une approche pragmatique pour investir dans une solution réseau à l'épreuve du temps.

Trouver la solution réseau adaptée à votre mine

Les réseaux de télécommunications sont l'épine dorsale de la numérisation et de l'automatisation. Votre choix de technologies de télécommunications jouera un rôle crucial dans la réalisation de vos aspirations à moderniser votre mine et à accroître la sécurité, l'efficacité et la productivité.

Pour aider les mineurs dans tous les aspects de la gestion d'un réseau sans fil, Epiroc a investi dans l'élargissement de son portefeuille de solutions et de son expertise interne ces dernières années. Cela inclut l'offre d'une solution de réseau en tant que service qui permet aux mineurs de profiter des avantages de la connectivité sans avoir à se soucier des capacités, de la capacité ou du codage.

Source : https://www.epiroc.com/en-us/newsroom/2024/5g-better-and-why