Comment sélectionner la bonne technologie de réseau étendu à faible consommation

Priyanka Purbe de Volansys

Le monde de « l'Internet des objets » et ses utilisations dans tous les secteurs sont en pleine expansion. Il transforme la façon dont les humains et les appareils interagissent, créant des opportunités de marché et permettant des changements dans tous les secteurs.

Les améliorations continues apportées à diverses technologies rendent très difficile pour l'utilisateur de sélectionner la meilleure technologie pour ses besoins spécifiques. Dans ce blog, Priyanka Purbe de Volansys parle de quelques technologies de réseau étendu à faible consommation basées sur divers paramètres.

Voici quelques paramètres généraux à opter, le meilleur protocole pour les communications longue portée :

• Type d'application industrielle
• Accès facile à la technologie et à la disponibilité du matériel
• Bande de fonctionnement RF
• Débit de données
• Problèmes de sécurité
• Disponibilité du support technologique
• Consommation électrique

LoRA

LoRa signifie Long Range Radio et il s'agit d'un protocole sans fil spécialement conçu pour les communications à longue portée et à faible puissance. Il cible principalement les réseaux M2M et IoT et développé par Semtech . Cette technologie permettra aux réseaux publics ou multi-locataires de connecter le nombre d'applications s'exécutant sur le même réseau.

LoRa Alliance a été formée pour normaliser les réseaux LPWAN (Low Power Wide Area Networks) pour l'IoT et est une association à but non lucratif qui regroupe un certain nombre d'actionnaires clés du marché tels que Cisco, Actility, MicroChip, IBM, STMicro, Semtech, Orange Mobile et beaucoup plus. Cette alliance est essentielle pour assurer l'interopérabilité entre plusieurs réseaux nationaux.

Les appareils LoRa offrent des fonctionnalités telles qu'une longue portée, une faible consommation d'énergie et une transmission de données sécurisée pour les applications IoT. Ces technologies offrent une plus grande portée que les réseaux cellulaires et peuvent être utilisées par des réseaux publics, privés ou hybrides. Il peut facilement se connecter à l'infrastructure existante et permet des applications IoT à faible coût fonctionnant sur batterie.

Les applications de la technologie sans fil LoRa incluent les compteurs intelligents, le suivi des stocks, les données et la surveillance des distributeurs automatiques, l'industrie automobile et les applications utilitaires. Ces technologies sont largement déployées et intégrées à de nombreux systèmes, même les petits ordinateurs de type fabricant comme Arduino avoir des options LoRa. Par conséquent, il est très facile de développer des applications LoRa à la fois pour la fabrication à grande échelle ou pour des applications plus spécialisées.

Voici divers paramètres techniques pour LoRa :

SigFox

SigFox est un opérateur de réseau mondial français, actuellement déployé dans 19 pays, couvrant 1,2 million de km². Il fonctionne à 868 ou 915 MHz et transmet de très petites quantités de données très lentement (300 b/s) en utilisant la modulation par déplacement de phase binaire (BPSK). Il peut atteindre une couverture longue portée et possède des caractéristiques générales qui le rendent bien adapté à toute application IoT ne nécessitant que de petites quantités de données.

SigFox installe des antennes sur des tours (comme une entreprise de téléphonie mobile) et reçoit des transmissions de données à partir d'appareils (comme des capteurs de stationnement ou des compteurs d'eau). Ces transmissions utilisent des fréquences sans licence, la bande ISM 915 MHz aux États-Unis ; même fréquence qu'un téléphone sans fil utilise.

Cette technologie convient à toute application qui doit envoyer de petites rafales de données peu fréquentes. Des éléments tels que les systèmes d'alarme de base, la surveillance de l'emplacement et les compteurs simples sont des exemples de systèmes unidirectionnels. Le signal est envoyé plusieurs fois pour « s'assurer », le message comporte certaines limitations, telles qu'une durée de vie de la batterie plus courte pour les applications alimentées par batterie et le manque de capacité à garantir que le message est reçu par la tour.

Voici divers paramètres techniques pour SigFox :

LTE-M

LTE-M est une norme de technologie radio de réseau étendu à faible puissance (LPWAN) développée par la version 3GPP, norme 13 qui définit l'IoT à bande étroite (NB-IoT ou LTE Cat NB1). LTE-M s'appuie sur des modules à moindre coût, permet d'allonger la durée de vie de la batterie, offre une meilleure pénétration du signal et a la capacité d'utiliser l'infrastructure existante.

Avec des vitesses de liaison montante et descendante de 375 kb/s en mode semi-duplex, Cat M1 prend en charge les applications IoT avec des besoins de débit de données faibles à moyens. À la même vitesse, LTE Cat M1 peut fournir des mises à jour du micrologiciel à distance sans fil (FOTA) dans un délai raisonnable. Cela crée la meilleure solution de connectivité IoT possible en termes de sécurité, d'évolutivité et de coût.

Il a une bande passante étroite de 1,4 MHz par rapport à 20 MHz pour le LTE ordinaire, ce qui donne une portée plus longue. En utilisant les mêmes fonctionnalités de transfert de cellule que dans le LTE standard, la mobilité est entièrement prise en charge. Il est possible de se déplacer avec LTE-M, car il convient aux applications pouvant être exploitées dans plusieurs régions.

La latence est de l'ordre de la milliseconde, offrant une communication en temps réel pour les applications à temps critique. La durée de vie de la batterie peut aller jusqu'à 10 ans, sur une seule charge avec une maintenance à faible coût, même lorsque les terminaux ne sont pas connectés directement au réseau électrique.

Le bâtiment intelligent, les villes intelligentes, l'automobile et les transports, la santé connectée, les compteurs intelligents sont les principales applications de LTE-M.

Voici divers paramètres techniques pour LTE-M :

Ce discours sur divers protocoles IoT sera utile pour sélectionner les meilleurs protocoles pour la communication à longue portée, mais en raison de sa dépendance à de multiples aspects, décider de la sélection de la technologie sans fil de communication à longue portée pour votre application peut toujours être difficile.

L'auteur est Priyanka Purbe, ingénieur senior, Volansys

À propos de l'auteur

Priyanka Purbe a plus de 5 ans d'expérience dans le développement de firmware. Actuellement, elle travaille avec Volansys en tant qu'ingénieur senior. Son expertise est dans le développement de micrologiciels et de solutions.