Orchestrer la 5G : un partenariat de recherche exemplaire

Développée à partir d'une thèse commune en 2016, la collaboration entre Télécom SudParis et la société Davidson consulting illustre le potentiel de la recherche partenariale. Avec le projet AIDY-F2N portant sur l’Intelligence Artificielle et la Modélisation Dynamique pour des Réseaux futurs plus Flexibles, un laboratoire commun (Labcom) cofinancé par l'Agence Nationale pour la Recherche (ANR), l'école d'ingénieur et la société de conseil en technologie ont franchi un cap et contribuent de manière significative à la recherche, à l'expérimentation et au développement de la 5G en France.

 Les enjeux des réseaux

Les réseaux du futur devront être flexibles et s'adapter aussi bien à des applications « temps réel », à latence très faible telle la commande de robots ou de machines-outils (industrie 4.0), qu'à la visiophonie, la réalité virtuelle ou augmentée, qui nécessitent des débits très importants.

« Grâce aux techniques de virtualisation, précise Hind Castel, professeur à Télécom SudParis, département RST (Réseaux, Services et Télécom), chercheur au laboratoire Samovar au sein de l’équipe Méthodes, un même réseau physique pourra être partagé par différents réseaux logiques ayant des contraintes de qualité de service très différentes ».

« Au sein des laboratoires de Télécom SudParis, nous travaillons depuis longtemps sur les performances des réseaux, en particulier sur la modélisation et l'optimisation pour des problématiques d’architecture, de protocoles, de technologies et d’intelligence algorithmiques. Avec AIDY-F2N, nous comptons marier les outils mathématiques classiques et l’intelligence artificielle, plus précisément l’apprentissage automatique » renchérit Badii Jouaber, maître de conférences à Télécom SudParis dans le domaine des réseaux sans fil et des réseaux mobiles, coordinateur du projet AIDY-F2N et responsable de l’équipe R3S au sein de Samovar. L’objectif est de mieux modéliser et prédire le comportement des réseaux et des applications du futur afin de les optimiser. L'IA permet de traiter certains problèmes qu’on ne sait pas résoudre mathématiquement ou d'obtenir des résultats plus rapides qu'avec des méthodes mathématiques, exactes mais gourmandes en ressources. Cela nécessite un travail théorique sur les méthodes d’IA, sur leur adaptation aux problématiques des réseaux et sur l'optimisation de leur convergence. 

Une collaboration fructueuse

Cofondée par un ancien élève de Télécom SudParis, la société de services et de conseil Davidson mène de nombreux partenariats avec l'école d'ingénieur parmi lesquels un axe de recherche et développement autour de la modélisation dynamique pour les réseaux de nouvelle génération.  « La collaboration a commencé par une thèse effectuée en 2016 à l'École » rappelle Badii Jouaber. Des relations de confiance se sont établies depuis, à la fois aux plans humain et scientifique, et la volonté de poursuivre la collaboration s'est confirmée.

L'étape suivante a été la réponse à un appel à projet de l'ANR, la vague 2 des Labcoms, des laboratoires communs associant organismes de recherche publics et PME/ETI. Le succès de la soumission a permis à Télécom SudParis et Davidson Consulting de créer AIDY-F2N, projet dédié à la modélisation dynamique des réseaux et des services de nouvelle génération.  « C’est le premier Labcom ANR au sein de Télécom SudParis. Nous venons de terminer la phase de démarrage de 6 mois pour la mise en place des personnes, des sujets et abordons la phase productive de 4 ans. ».

La qualité de cette collaboration, représentative du label Carnot Télécom et Société Numérique attribué à l’école, est notamment liée à l'équilibre de la relation entre les partenaires et à la mise en commun de ressources : « nous constituons une véritable équipe commune explique Hind Castel. De plus, nous bénéficions de la complémentarité des approches académique et industrielle, avec d'une part des compétences scientifiques théoriques sur des thématiques telle l'IA, d'autre part la connaissance de cas d'usage concrets chez les opérateurs ainsi qu'une veille en matière de normalisation ».

Un projet ambitieux

Le projet AIDY-F2N comprendra 2 plateformes localisées à Évry et à Palaiseau. Elles sont dérivées de la plateforme open source MOASIC5G, développée par Eurecom, et de la plateforme THD (très haut débit), déjà existante à Télécom SudParis et qui va lui être connectée. Le dispositif complexe issu de la connexion de ces deux plateformes va permettre d’émuler des services très gourmands en termes de débits (vidéo et RA), en intégrant notamment des équipements situés en périphérie de réseau (edge computing). Ces sujets seront traités en collaboration avec notre collègue Andréa Araldo, Maître de Conférences au Département RST de Télécom SudParis, membre de Samovar et travaillant également sur le projet. On va pouvoir ainsi tester la flexibilité des architectures réseau de bout en bout, c'est-à-dire leur capacité à se reconfigurer automatiquement pour faire face à l'évolution des besoins des utilisateurs en termes de connexions. Outre les différents services et applications ayant des besoins différents en qualité de service, ajoute Hind Castel, les expérimentations vont également permettre d’intégrer nos modèles, nos outils mathématiques et IA au sein même des réseaux et d'étudier leurs effets.

L'intégration de ces plateformes grâce au Labcom est un acquis pour d'autres projets de recherche ou pour l'enseignement, qui atteste de la capacité de Télécom SudParis de développer une recherche partenariale de haut niveau.