Projet 5GMED : innovation, connectivité, défis. • IRT Saint Exupéry • Technological Research Institute

Après un an et demi, les discussions entre les 21 partenaires ont conduit à la définition des cas d’usage avec leurs services associés, des performances attendues et de l’infrastructure nécessaire. La team du projet 5GMED continue à travailler sur le développement de l’infrastructure et des composants qui permettront d’expérimenter sur le corridor les services définis. Sans oublier que les résultats de 5GMED sont destinés à permettre une généralisation, sur l’ensemble des corridors transfrontaliers en Europe, des capacités de déploiement de services haut débit et faible latence à destination du train et de l’automobile.

LE PROJET

Les objectifs du projet

Le projet 5GMED a été lancé en septembre 2020 pour une durée de 3 ans et un budget de 15 millions d’euros.

L’objectif du projet est de tester sur un corridor (autoroute + voie ferrée) transfrontalier – entre la France et l’Espagne – de 40 km, des services innovants faisant largement appel au réseau de télécom 5G et à l’IA et s’attachant particulièrement à la continuité du service lors de l’itinérance entre les deux pays.

5GMED fait partie d’un ensemble de projets européens qui visent à une généralisation, sur l’ensemble des corridors transfrontaliers en Europe, des capacités de déploiement de services haut débit et faible latence à destination du train et de l’automobile.

Les infrastructures

Les services expérimentés dans le cadre de 5GMED s’appuient sur le déploiement des infrastructures suivantes :

Une infrastructure de télécommunication 5G déployée le long du corridor et en complément du réseau de Vodafone en Espagne. Ce dernier est partenaire du projet et plusieurs de ses sites 4G vont être réutilisés pour déployer le réseau d’accès 5G dans ce Pays. La plupart des nouveaux sites seront, dans la mesure du possible, autonomes en énergie. Le backhauling* de certains sites sera implémenté via un lien satellite.
Un déploiement d’autres réseaux d’accès radio, non 3GPP: IEEE 802.11p, IEEE 802.11 ad, satellite.
Une infrastructure de calcul dans le cloud. En effet, certaines applications liées aux services expérimentés par 5GMED seront déployées dans un cloud.
Une infrastructure de calcul sur l’«EDGE», c’est-à-dire le long du corridor, permettant d’obtenir les temps de latence faibles requis par certains services en rapprochant des fonctions réseau ou des applications au plus près de l’utilisateur. Cette capacité de calcul va permettre de déployer en particulier des modules d’IA* utilisés par certains services.

*Backhauling : l’action de transmettre et de recevoir des données entre le réseau d’accès radio et le réseau central ; *IA = Intelligence Artificielle

POUR LE FERROVIAIRE

Des services très innovants vont permettre de tester les transmissions haut débit et faible latence du train vers le sol et réciproquement. Ceci sans couture sur l’ensemble du corridor et notamment au passage de la frontière (itinérance entre les deux opérateurs de réseau de mobile) :

Transmission massive de données de capteurs situés dans le train (mIoT) vers le SI* de l’opérateur de train ;
Détection d’obstacles à l’aide d’un LiDAR (Light Detection And Ranging). Les données LiDAR sont traitées soit dans le train, soit sur l’ « EDGE » par un module IA ;
WiFi sans couture et haut débit ;
Sécurité à bord : transmission des flux vidéos de caméras CCTV, situées dans les compartiments vers l’opérateur de train, en cas d’alarme manuelle ou bien détectée par un module IA (analyse permanente des flux vidéos par une IA située au sol) ;
Mobile backhauling d’une cellule 5G dite neutral host située dans le train. Cette cellule est déployée dans le train par un fournisseur d’infrastructure tiers et permettra aux voyageurs, entrant dans le train, de faire de l’itinérance sur cette cellule. Ceci assure ainsi une couverture 5G dans le train, indépendamment de celle des opérateurs de réseaux de mobile au sol ;
Un service appelé EMT (Enjoy Media Together) permettant la transmission de flux vidéos HD vers le train, le sol ou des automobiles en synchronisation. Ce service est optimisé par un module d’IA.

*SI : Système d’information

POUR L’AUTOMOBILE

De même que pour le ferroviaire, des services très innovants vont permettre de tester les transmissions haut débit et faible latence du véhicule automobile vers le sol et réciproquement. Ceci sans couture sur l’ensemble du corridor et, notamment, au passage de la frontière (itinérance entre les deux opérateurs de réseau de mobile) :

Expérimentation d’un service de télé-opération de véhicule : un opérateur situé au sol prend le contrôle d’un véhicule et le conduit d’un point A à un point B sur l’autoroute. Par exemple, un véhicule sur la bande d’arrêt d’urgence peut être ainsi télé-opéré vers la prochaine aire d’autoroute. Ce service est optimisé par un module d’IA ;
Le service EMT sera aussi déployé pour l’automobile ;
Relais de messages d’urgence envoyés par un véhicule vers les autres véhicules de la zone ;
Détection automatique d’incident et régulation automatique du trafic local ;
Régulation automatique du trafic sur l’ensemble de l’autoroute, s’appuyant sur un petit sous-ensemble de véhicules connectés et autonomes parmi les véhicules classiques non connectés.

LE ROLE DE L’IRT SAINT EXUPERY

L’IRT Saint Exupéry va utiliser ses compétences sur les réseaux 5G et satellitaires ainsi qu’en IA pour développer un test de slice satellite et plusieurs modules IA.

L’IRT Saint Exupéry a été responsable de la définition initiale des services et des tests pour chaque cas d’usage. De plus, il va utiliser ses compétences sur les réseaux 5G et satellitaires ainsi qu’en IA pour développer :

Le module IA de détection d’obstacle en collaboration avec le laboratoire NPM3D de l’école des Mines de Paris ;
Le module IA d’optimisation de l’orchestrateur. En interface avec l’orchestrateur, il permet un placement optimal des fonctions virtuelles à l’EDGE et, ainsi, d’assurer la continuité des performances du service EMT le long du corridor (débit, latence, etc.) ;
Le module IA de prédiction de QoS pour le service de télé-opération de véhicule sur l’autoroute ;
Le développement et le test d’une slice satellite à l’IRT Saint Exupéry avant son implémentation dans le train. Cette slice s’intègre dans l’ensemble de l’architecture de télécom déployée dans le train.