Combinant la puissance du Bluetooth basse consommation et du LPWA cellulaire pour les déploiements IoT à grande échelle

L'évolution de la technologie Bluetooth

Au début, cette technologie était généralement utilisée pour le streaming de données audio et le transfert de fichiers, mais elle a mûri au cours des 20 dernières années. À l'heure actuelle, les appareils Bluetooth sont devenus un élément indispensable de notre vie et peuvent être trouvés dans les haut-parleurs, les écouteurs, les smartphones, les téléviseurs intelligents, les montres intelligentes, etc.

De plus, la technologie Bluetooth s'améliore constamment, elle a donc évolué et est reconnue comme l'un des piliers des communications sans fil les plus importants pour l'Internet des objets (IoT).

Bluetooth est une technologie de communication sans fil pour les transmissions à courte portée, point à point et point à multipoint, qui fonctionne dans la bande de radiofréquence (RF) 2,4 GHz désignée industrielle, scientifique et médicale (ISM) sans licence pour une utilisation facile.

Il a été normalisé au sein du protocole IEEE 802.15.1 mais ne maintient plus les normes, il est plutôt développé et géré par le Bluetooth Special Interests Group (SIG), un groupe d'entreprises de 35 000 membres dans différents domaines des télécommunications, de l'informatique, des réseaux et électronique grand public.

Technologie BLE pour l'Internet des objets

Applications

Afin de répondre aux besoins du marché, les technologies sans fil continuent de se transformer en permanence. Bluetooth Low Energy (BLE) a été introduit à partir de Bluetooth 4.0 et a été conçu pour répondre aux besoins d'utilisation de l'IoT. Par rapport aux performances Bluetooth classiques et traditionnelles, le BLE est optimisé pour de courtes rafales de transfert de données, à partir de différents types de capteurs.

Il offre une longue portée, une latence et une consommation d'énergie plus faibles, un débit plus élevé (jusqu'à 2 Mbps) et un accès IP et une prise en charge de réseau maillé plus adaptables par rapport aux générations précédentes de protocoles Bluetooth. Dans le domaine de l'IoT industriel et de l'IoT médical, les appareils à faible puissance sont l'épine dorsale du système et BLE est le mieux adapté pour ces applications.

La technologie BLE est intégrée à de nombreux types d'appareils IoT applicables à la maison, au bien-être, aux sports, aux jeux et à l'automatisation, à l'électronique médicale et industrielle. Étant donné que la rétrocompatibilité est fournie avec le BLE, tous les nouveaux appareils prenant en charge le BLE prennent également en charge le Bluetooth classique et vice versa.

Réseaux maillés en BLE

Les fonctionnalités de réseau maillé sont exceptionnellement importantes pour les cas d'utilisation de l'IoT. Tout le contraire de la topologie Bluetooth traditionnelle, où tous les appareils Bluetooth sont connectés à un hub central ou au nœud maître. Dans les réseaux BLE, la topologie Mesh permet la communication mutuelle entre tous les nœuds - appareils à portée.

Avec la prise en charge d'un nombre presque illimité d'abonnés au réseau dans un seul réseau BLE, cette fonctionnalité étend la couverture du réseau, augmente la robustesse et protège en même temps le réseau du point de défaillance unique.

Comment le Bluetooth et le LPWAN cellulaire peuvent interagir pour un maximum d'avantages

Les appareils Bluetooth Low Energy offrent plusieurs avantages pour le déploiement d'appareils IoT à faible consommation pour une myriade de cas d'utilisation et d'applications, mais ses inconvénients tels que la faible plage de fonctionnement et le faible débit de données limitent donc ses applications aux seuls appareils à courte portée.

Pour construire un système d'appareils IoT capables de surmonter les lacunes des technologies de communication individuelles utilisées, il est plus pratique de combiner différentes technologies pour couvrir les inconvénients des autres tout en ajoutant les avantages de chacune d'entre elles pour un système final plus polyvalent d'appareils.

La connectivité IoT cellulaire est l'une des technologies les plus populaires pour l'industrie de l'IoT en raison de ses nombreux avantages tels que la longue portée, le débit de données élevé, les fonctionnalités de sécurité, la facilité de déploiement, etc. Il surmonte les inconvénients de la technologie BLE.

Dans un système IoT où la connectivité cellulaire et le BLE sont déployés, les appareils BLE peuvent servir de réseau de communication principal qui permet aux appareils de se parler dans une topologie de réseau maillé tout en étant également capable de communiquer avec des appareils Bluetooth classiques à proximité tels qu'un Téléphone compatible Bluetooth et en même temps, réduit le coût par appareil sur les frais de matériel et de réseau.

Le flux de données final peut être envoyé à Internet avec une passerelle cellulaire qui agit comme un modem passerelle entre les nœuds BLE et Internet.

Un cas d'utilisation efficace de l'utilisation du BLE associé au LPWAN cellulaire est le comptage intelligent. Dans un scénario où plusieurs nœuds de compteurs intelligents sont déployés dans une localité, une solution efficace peut être apportée en créant un réseau maillé entre les différents nœuds de compteurs intelligents où chaque nœud est connecté avec la technologie BLE.

Avec tous les périphériques nœuds connectés au réseau maillé BLE, un périphérique passerelle avec connectivité LPWAN cellulaire peut être placé comme périphérique de connectivité du dernier kilomètre qui reçoit les données du réseau maillé et les relaie vers le cloud. Dans ce scénario, un seul appareil est nécessaire pour se connecter activement au réseau cellulaire et communiquer avec le cloud, ce qui permet une infrastructure réseau plus efficace.

Cette symbiose technique rassemble les avantages des deux technologies sans fil et offre une solution réseau modulaire, évolutive et adaptable nécessaire à la connectivité IoT. Il crée un réseau central hybride, pris en charge avec des performances de topologie maillée grâce à la prise en charge de la technologie BLE et en même temps, la connectivité cellulaire étend en outre la couverture réseau disponible et surmonte les défis typiques des réseaux maillés BLE tels que la faible portée.

Conclusion

Pour activer la prochaine génération de solutions IoT, les entreprises devraient envisager différents choix de connectivité, même une connectivité hybride pour une efficacité accrue du réseau tout en réduisant les coûts.

La technologie Bluetooth Low Energy est une option de connectivité à courte portée prometteuse pour les appareils IoT avec la possibilité de fonctionner avec des options de connectivité à longue portée et à haut débit comme le LPWAN cellulaire qui ouvre une nouvelle frontière d'appareils intelligents qui sont plus petits, plus économes en énergie, et rentable.

Une relation synergique entre les technologies BLE et le LPWAN cellulaire est l'un des moyens dont les facilitateurs IoT vont tirer parti à l'avenir pour permettre des scénarios de cas d'utilisation qui n'étaient pas réalisables jusqu'à présent.

L'auteur est Tarun Thomas George, co-fondateur et COO de Cavli Wireless.