LoRaWAN remplacera temporairement les réseaux 5G pour l'IoT

Sergiy Seletskyi d'Intellias

Les réseaux 5G vont révolutionner l'Internet des objets (IoT). Mais il faudra plusieurs années pour que la technologie couvre la majeure partie de la planète. Grâce à LoRaWAN, vous n'avez pas besoin d'attendre, déclare Sergiy Seletsky, responsable de la pratique IoT et architecte de solutions senior chez Intellias .

Selon Gartner , environ 5,8 milliards de terminaux IoT d'entreprise et automobiles seront utilisés tout au long de 2020, soit 21 % de plus qu'en 2019. Les réseaux de télécommunications auront bientôt du mal à gérer la charge.

Les experts de l'IoT placent leurs espoirs dans la 5G en tant que norme de connectivité IoT du futur qui remplacera les réseaux physiques et permettra une réactivité en temps réel. Le mot-clé ici est « futur ». Ericsson prédit que la technologie 5G ne sera disponible que pour les deux tiers de la population mondiale d'ici 2025.

Avec tant de battage autour de la 5G en ce moment, les gens négligent fréquemment une alternative qui existe depuis cinq ans :les réseaux étendus à faible portée (LoRaWAN). Dans de nombreux cas, LoRaWAN peut remplacer la 5G, au moins jusqu'à ce que la 5G soit disponible dans le monde entier.

Pourquoi la technologie 5G est à l'honneur et quels défis elle doit relever

La technologie 5G est à l'honneur en raison de sa vitesse et de sa qualité de signal sans précédent. Cela permettra aux appareils connectés d'échanger des données jusqu'à 50 % plus rapidement et en morceaux beaucoup plus gros, ce qui promet une percée dans tous les secteurs.

Source : Huawei Road to a Super-Connected World, Keynote de décembre 2019

Dans le domaine de la santé, la 5G permettra la chirurgie robotique en fournissant un streaming vidéo de haute qualité et des appareils chirurgicaux connectés immédiatement réactifs. Les services d'urgence utiliseront la 5G pour réagir immédiatement aux situations. Les caméras de la ville et les drones équipés de caméras pourront identifier une urgence et envoyer des informations à ce sujet à la salle de contrôle en quelques secondes.

La 5G aura également plus d'employés industriels travaillant à domicile que pendant la pandémie. Ils géreront leurs appareils à distance en temps réel depuis un PC, une tablette ou un smartphone. Cela pourrait favoriser davantage le développement de l'industrie pétrolière et gazière, dont les installations sont souvent situées sur un terrain défavorable.

Enfin, les réseaux 5G sont cruciaux pour les voitures autonomes. Il leur permet de se connecter aux infrastructures de la ville et de s'adapter aux conditions de déplacement en temps réel. Cette technologie libérera la puissance des villes intelligentes, où tout est interconnecté et exploité par l'intelligence artificielle.

Défis 5G

Pour construire un réseau 5G dans une zone, vous devez créer une infrastructure spécifique à partir de zéro. Bien que la 5G soit précédée de la 4G, elle nécessite différentes antennes, de nouveaux réseaux Fabric et des tours d'émission supplémentaires.

La construction de cette infrastructure est un processus long et coûteux. La Commission européenne estime que l'introduction de la 5G dans chaque ville d'Europe coûtera 500 milliards d'euros.

De plus, les consommateurs et les fabricants n'ont pas été particulièrement enthousiasmés par la technologie 5G jusqu'à présent. D'après un récent sondage de la GSMA , seuls 30 % environ des Américains et 11 à 23 % des Européens ont déclaré qu'ils obtiendraient un téléphone 5G dès que la technologie serait disponible.

Lequel des éléments suivants sera « beaucoup plus important » pour le redressement de votre entreprise ?

Source : priorités technologiques des entreprises dans l'après-pandémie

En conséquence, l'adoption de la 5G reste lente.

LoRaWAN comme alternative à la 5G

LoRa/LoRaWAN peut effectuer la plupart des tâches que la 5G peut effectuer plus lentement et à moindre coût. Il est peu probable que vous utilisiez LoRa pour transmettre de la vidéo et du son. La vitesse de LoRa varie entre 0,3 Kbit/s et 27 Kbit/s, ce qui signifie qu'il faudra plusieurs heures pour transmettre une image et plusieurs décennies pour diffuser un film.

Cependant, LoRa est idéal pour de nombreuses autres utilisations.

La technologie a été développée à l'origine pour les capteurs IoT industriels, et non pour les appareils grand public. Il est utilisé pour transmettre des paquets de données courts (environ 240 octets) et ne prend pas en charge une pile IP réseau. Cela rend LoRa approprié pour transmettre la température, l'humidité, les vibrations, l'éclairage et des données similaires.

LoRa et LoRaWAN représentent le protocole à longue portée et le réseau étendu à longue portée. Ils sont basés sur LPWAN, la technologie de réseau étendu à faible consommation d'énergie.

Dans cet article, je n'entrerai pas dans les détails sur le fonctionnement et les relations de LoRa et LoRaWAN. Voyons plutôt ce qui en fait une alternative viable à la technologie 5G.

Pourquoi LoRa est important

Les appareils alimentés par LPWAN peuvent communiquer entre eux sur de longues distances, même si chacun de ces appareils se trouve dans un bâtiment séparé. De plus, leurs batteries durent plus longtemps que les batteries des appareils utilisant la 4G et la 5G. Un appareil basé sur LoRa peut fonctionner jusqu'à dix ans avec une seule batterie, alors qu'un appareil 5G ne durera que plusieurs heures.

Couverture du réseau LoRaWAN

Source : Couverture mondiale de LoRaWAN en décembre 2018

Contrairement aux réseaux 5G, le LPWAN ne nécessite pas une vaste infrastructure. Il fonctionne sur des appareils petits et abordables, ce qui le rend moins cher que même la 4G. Les capteurs LoRa coûtent entre 0,2 $ (0,16 €) et 0,5 $ (0,41 €), tandis que les prix des capteurs 5G commencent à 30 $ (24,60 €).

Étant moins cher, LoRa a une portée beaucoup plus large que la 5G. Comparez une station de base LoRa typique coûte environ 40 $ (32,80 €) et peut gérer des milliers de connexions dans un rayon de 15 km. Une station de base 5G coûterait 60 000 $ (49 199,10 €), couvrirait 2 km et permettrait environ 1 000 connexions.

Depuis 2015, date de création de LoRaWAN, divers capteurs et dispositifs LoRaWAN ont été développés. Alliance LoRa , une association à but non lucratif d'entreprises qui utilisent la technologie, compte aujourd'hui plus de 500 membres. Voici quelques chiffres remarquables de l'Alliance :

• LoRaWAN a été déployé dans plus de 100 pays en 2019, soit une augmentation de 60 % par rapport à 2018.
• Environ 80 millions d'appareils dans le monde sont connectés à LoRaWAN.
• Environ 75 % des applications IoT utilisent le LPWAN. En comparaison, seulement 25 % des applications IoT nécessitent le haut débit et le faible délai de signal permis par les technologies cellulaires telles que la 5G.

Connexions LPWA non cellulaires par type de compteur intelligent

Source :ABI Research 

Comment LoRa est utilisé

Avec LoRa, l'IoT peut être appliqué dans plusieurs domaines. Ceux-ci peuvent inclure la gestion des distributeurs automatiques, des infrastructures hôtelières, des équipements agricoles, des installations hospitalières et même des villes intelligentes.

En 2016, Samsung , Semtech et SK Telecom ont uni leurs forces pour construire le premier LoRaWAN national au monde en Corée. Aujourd'hui, Séoul prévoit de mettre à niveau son infrastructure IoT locale basée sur LoRa.

Le réseau Smart Seoul alias S-Net auront jusqu'à 1000 passerelles LoRaWAN d'ici 2022. Ils permettront des parkings intelligents, des lampadaires pouvant appeler la police en cas d'urgence, un système de surveillance des personnes atteintes de démence et plus encore.

L'avenir de LoRa

En 2019, le fournisseur britannique de satellites IoT Lacuna Space a décidé de couvrir le monde avec LoRaWAN. En juillet 2020, le directeur technique de la société a déclaré que Lacuna Space « recevait des messages LoRaWAN d'un voilier qui se trouve littéralement au milieu de l'océan Atlantique ».

Un réseau mondial LoRa incitera les développeurs à créer davantage d'applications basées sur LoRa, ce qui contribuera à sécuriser l'avenir de la technologie.

Donc, si vous êtes dans le secteur de l'IoT, je suggère d'utiliser LoRa/LoRaWAN jusqu'à ce que la technologie 5G se généralise. Et même lorsque cela se produit, je soupçonne que LoRa pourrait toujours être la technologie de télécommunication de choix pour de nombreuses entreprises.

Qu'en est-il du NB-IoT ?

Certains appareils qui utilisent LoRa sont également connectés à des réseaux IoT à bande étroite (NB-IoT). NB-IoT est une norme LPWAN développée par les mêmes autorités qui ont développé des protocoles pour la 4G et la 5G.

En d'autres termes, il s'agit d'une technologie cellulaire qui :

• complète LoRaWAN
• est utilisé par les appareils connectés en 4G
• continuera à être utilisé pendant un certain temps une fois que la 5G sera largement disponible.

En tant que technologie cellulaire, il bénéficie également d'une bande passante plus élevée que celle de LoRa.

NB-IoT ne nécessite pas d'infrastructure spécifique pour être construit :il ne nécessite que des logiciels. Pour cette raison, ce type de réseau peut être facilement mis à l'échelle pour couvrir des millions d'appareils. Cependant, le nombre de ces appareils reste bien inférieur au nombre d'appareils LoRa.

En termes de faiblesses, le principal problème est que le NB-IoT absorbe beaucoup d'énergie, de sorte que les batteries des appareils meurent très rapidement.

La sécurité NB-IoT est également exigeante. Alors que LoRaWAN utilise un cryptage de bout en bout, qui est un mécanisme standard de sécurité moderne, NB-IoT repose sur un cryptage saut par saut, qui devient progressivement obsolète.

C'est pourquoi je pense que LoRa est un meilleur remplacement temporaire pour la 5G que le NB-IoT.

Conclusion

Après avoir lu cet article, vous devriez avoir une meilleure compréhension pratique des principales technologies de télécommunication du futur proche :5G et LoRa.

Vous pourriez avoir l'impression qu'il y aura une concurrence sur le marché entre les deux technologies, et que LoRa va perdre et devenir l'histoire. Oui, ils pourraient être en concurrence sur certains segments, ce qui est bon pour l'industrie car cela l'aidera à progresser. Mais je ne crois pas que la 5G éliminera LoRa du jeu. Les voitures n'ont pas remplacé les vélos et les trains, après tout.

L'auteur est Sergiy Seletsky, responsable de la pratique IoT et architecte de solutions senior chez Intellias.

À propos de l'auteur

Sergiy Seletsky est responsable de la pratique IoT et architecte de solutions senior chez Intellias. Sergiy aide les entreprises à exploiter la bonne pile technologique IoT pour faire évoluer leur activité et la rendre évolutive. Penseur stratégique avec une connaissance approfondie de l'industrie informatique dans une grande variété de solutions innovantes pour différents domaines d'activité.