Les interactions entre le monde réel et le monde virtuel se rapprochent. Mais de quel type de réseau sans fil le métaverse aura-t-il besoin ? À quels défis les opérateurs mobiles seront-ils confrontés avec les opérations de réseau sans fil lorsque le métaverse deviendra une réalité ?

Le métaverse redéfinit les capacités de mise en réseau

La conception des produits et services pour le métaverse ainsi que l’expérience utilisateur qu’ils offrent dépendront des capacités et des limites du réseau. La bande passante, la latence et la fiabilité sont trois indicateurs clés des capacités du réseau.

Indicateur clé 1 : Bande passante

Lorsque nous examinons la bande passante, nous devons comprendre la quantité de données dont le métaverse aura besoin. Servant d’aperçu dans ce nouveau monde, Simulateur de vol Microsoft est le simulateur de vol le plus réaliste et le plus complet jamais créé. Il comprend 2 billions d’arbres rendus individuellement, 1,5 milliard de bâtiments et presque toutes les routes, montagnes, villes et aéroports du monde. Tous ces objets réalistes sont basés sur des analyses de haute qualité d’objets réels, nécessitant plus de 2,5 pétaoctets (2 500 000 gigaoctets) de données pour le rendre possible.

Le stockage local d’une telle quantité de données est clairement irréalisable, car aucun appareil grand public (et très peu d’équipements professionnels) n’a une capacité suffisante. Les fournisseurs de produits et services liés au métaverse peuvent réduire leur dépendance à la bande passante de diffusion en pré-téléchargeant et en diffusant des paramètres variables et en adaptant les schémas d’encodage vidéo. Cependant, les interactions dans un grand environnement virtuel temps réel, partagé et persistant généreront inévitablement des flux de données massifs dans le cloud et nécessiteront une bande passante supérieure à 10 Gbit/s.

Figure 1 : Simulateur de vol Microsoft

Indicateur clé 2 : Latence

Les exigences de latence peuvent être encore plus strictes que les exigences de bande passante. Les exigences de latence vont de 400 ms pour les longues vidéos à environ 200 ms pour les courtes vidéos et moins de 100 ms pour les jeux en temps réel. Plus une application est interactive, plus les exigences de latence sont strictes.

Selon la plate-forme de réseau mondial Subspace, chaque tranche de 10 millisecondes de latence supplémentaire réduit le temps passé par les joueurs à jouer chaque semaine de 6 % en moyenne. Les jeux en ligne multijoueurs AAA immersifs ont probablement les exigences de latence les plus proches du métaverse : les joueurs seront frustrés par une latence de 50 ms, et même les non-joueurs trouveront une latence de 110 ms insatisfaisante.

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Les données réelles illustrent le mieux ce problème : la distance en ligne droite de Pékin à New York est d’environ 11 000 kilomètres. Même si des fibres optiques de bout en bout sont utilisées, la latence unidirectionnelle serait d’environ 50 ms. Étant donné qu’une latence plus élevée est attendue si des câbles en cuivre ou coaxiaux sont utilisés dans certaines parties de la ligne, le raccourcissement de la latence dans la transmission du tronc est un grand défi. La latence sur le réseau sans fil doit également être minimisée, car il s’agit du dernier kilomètre pour l’accès au réseau. La 5G est déjà une énorme amélioration par rapport à la 4G, mais nous nous attendons toujours à une latence de l’ordre de la milliseconde par rapport à la 5,5G ou la 6G.

Indicateur clé 3 : Fiabilité

La viabilité du travail et de l’éducation virtuels dépend directement de la fiabilité du service. Les problèmes ci-dessus peuvent sembler alarmistes aux personnes qui « vivent en ligne », car les applications vidéo d’aujourd’hui peuvent déjà fonctionner correctement en résolution 1080p ou 4K. Cependant, cela ne sera pas vrai pour le métaverse ou les jeux.

Les services de streaming vidéo non en direct comme Netflix reçoivent des fichiers source vidéo des heures, voire des mois, avant qu’ils ne soient disponibles pour les téléspectateurs. Cela leur permet d’effectuer une analyse approfondie pour déterminer quelles informations peuvent être supprimées lorsqu’ils compressent un fichier pour réduire sa taille. Par exemple, les algorithmes de Netflix peuvent « regarder » une scène avec un ciel bleu, puis réduire 500 types de bleu à 200, 50 ou moins si la vitesse d’accès du spectateur diminue. L’analyse des médias en continu peut même aider à déterminer quelles parties d’une histoire les téléspectateurs peuvent tolérer avec un taux de compression plus élevé et lesquelles peuvent être effectuées via un encodage multicanal. Netflix utilise également la bande passante inactive pour diffuser la vidéo sur les appareils des utilisateurs avant qu’ils n’en aient besoin. Cela garantit une expérience utilisateur sans compromis en cas de baisse soudaine de la qualité d’accès ou de pic de latence.

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Netflix pré-télécharge également du contenu sur des nœuds locaux, de sorte que lorsque les téléspectateurs regardent un nouvel épisode d’une série télévisée, les fichiers à télécharger sont susceptibles d’être stockés à quelques pâtés de maisons. Ce n’est pas faisable pour la vidéo ou les données créées en temps réel, il est donc plus difficile de transférer efficacement 1 Go de vidéo en direct qu’une vidéo à la demande de même taille.

Donc, en supposant que vos besoins en réseau soient aussi élevés ou plus élevés que les jeux en ligne AAA, le métaverse aura clairement des exigences de fiabilité de service plus élevées. Si un appareil ne peut pas recevoir instantanément toutes les informations nécessaires pour exécuter le métaverse, l’expérience utilisateur ne peut pas être garantie, quelle que soit la puissance de l’informatique locale.

Un réseau 6G simplifié est-il à venir ?

D’après notre vision du métaverse et des applications de référence disponibles, les réseaux sans fil doivent fournir une bande passante de plus de 10 Gbit/s, une latence de l’ordre de la milliseconde et une fiabilité non inférieure à celle requise par les jeux en ligne AAA. Qu’est-ce que cela signifie pour le déploiement et les opérations du réseau des opérateurs ?

Expérience 10 Gbit/s

Figure 2 : Expérience 10 Gbit/s obtenue avec des bandes inférieures à 100 GHz

Des débits plus élevés nécessitent naturellement plus de bandes de fréquences. En utilisant la technologie 5G, nous pouvons atteindre une vitesse de 10 Gbit/s, mais nous devons utiliser toutes les bandes disponibles, y compris 6 GHz et mmWave.

Cela signifie que les opérateurs doivent exploiter trois fois plus de bandes de fréquences à l’ère de la 5G qu’à l’ère de la 4G. La coordination macro-micro et la coordination entre les sites sont nécessaires pour tirer pleinement parti de ces bandes et éviter de fortes pertes de pénétration aux hautes fréquences. Coleago Consulting estime qu’il doit y avoir 30 à 100 fois plus de microsites que de macrosites pour offrir une véritable expérience 5G. Un réseau d’une telle envergure peut prendre 10 à 20 ans à construire, et la difficulté d’optimiser ce réseau et son coût d’exploitation augmenteront considérablement. Par conséquent, fournir un réseau sans fil de haute qualité, peu coûteux et facile à utiliser sera essentiel pour les opérateurs mobiles afin de faciliter le métaverse.

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Tous les groupes de travail actuels sur les normes 6G visent à résoudre le problème ci-dessus avec la vision de permettre Double digitale et les applications liées au métaverse. Le groupe de plaidoyer IMT-2030 (6G) estime que l’architecture du réseau 6G doit être conçue pour être intelligente et simple. Grâce à une conception d’architecture de réseau innovante, les réseaux doivent passer de centralisés à distribués, d’intensifs et incrémentiels à simples et intégrés, de complémentaires à intrinsèques, et d’un accès terrestre à un accès ubiquitaire. Ces transformations permettront de nouveaux services et scénarios pour les jumeaux numériques.

Pour la gouvernance du réseau, un mécanisme de gestion distribuée basé sur l’autonomie intelligente et la technologie du jumeau numérique peut permettre l’auto-organisation et l’auto-évolution d’un réseau 6G.

Adoptant une approche similaire, China Mobile place la simplicité au cœur de la conception de son réseau d’accès radio (RAN) 6G. China Mobile estime que les coûts et la consommation d’énergie sont des goulots d’étranglement dans le développement des réseaux sans fil. Ces problèmes sont déjà apparus lors de la construction du réseau 5G et deviendront de plus en plus importants à l’ère de la 6G. Pour la 6G, des réseaux flexibles et dynamiques doivent être envisagés, et des technologies habilitantes prenant en charge le plug-and-play doivent être explorées. Les réseaux 6G simplifiés se caractériseront par un déploiement à la demande, des réseaux verts et 3D pour tous les scénarios, et un niveau élevé d’autonomie du réseau.

Le métaverse ouvre une porte d’interactions entre les mondes physique et virtuel, tout en posant des défis majeurs aux technologies de réseau actuelles, à la philosophie de conception et aux approches d’exploitation. Nous avons encore un long chemin à parcourir, mais notre vision du métaverse nous mènera à un endroit où les mondes réel et virtuel se rencontrent.